量子计算突破：量子信息技术超导器件中的长寿命相干性

研究人员已经证明，在可编程的固态超导处理器中，可以调整大量量子比特或量子比特以相互交互，同时保持前所未有的长时间相干性。

量子信息技术超导器件中的长寿命相干量子态

科学家们已经首次证明，在可编程的固态超导处理器中，大量的量子比特或量子比特可以被调谐为相互交互，同时保持前所未有的长时间的相干性。这一突破是由来自中国亚利桑那州立大学和浙江大学的研究人员以及来自英国的两位理论家取得的。

以前，这只能在里德伯原子系统中实现。

量子比特或量子比特是量子信息的基本单位。它本质上是传统计算机最基本的信息形式的量子版本，即比特。

在一篇新论文中，科学家们展示了量子多体疤痕（QMBS）状态的出现，作为保持相互作用量子比特之间一致性的强大机制的“第一眼”。这种奇异的量子态为量子信息科学技术中的各种应用提供了实现广泛的多部分纠缠的诱人可能性，以实现高处理速度和低功耗。这篇论文将于今天（10月13日）发表在《自然物理学》杂志上，由亚利桑那州立大学摄政教授赖英成、他的前亚利桑那州立大学博士生雷英和实验家王浩华撰写，他们都是中国浙江大学的教授。

“QMBS状态具有多部分纠缠的固有和通用能力，使其对量子传感和计量等应用极具吸引力，”Ying解释说。

经典或二进制计算依赖于晶体管 - 晶体管一次只能代表“1”或“0”。在量子计算中，量子位可以同时表示0和1，这可以指数加速某些计算过程。

“在量子信息科学和技术中，通常需要将大量基本的信息处理单元（量子比特）组装在一起，”Lai解释说。“对于量子计算等应用，在量子比特之间保持高度的相干性或量子纠缠至关重要。

“然而，量子比特和环境噪声之间不可避免的相互作用可以在很短的时间内破坏相干性 - 大约在十纳秒内。这是因为许多相互作用的量子位构成了一个多体系统，“Lai说。

该研究的关键是对延迟热化以保持一致性的见解，这被认为是量子计算的关键研究目标。

“从基础物理学中，我们知道，在一个由许多相互作用的粒子组成的系统中，例如，封闭体积的分子，热化过程将会出现。许多量子位之间的争用将不可避免地导致量子热化 - 所谓的特征态热化假说所描述的过程，这将破坏量子比特之间的相干性，“Lai说。

Lai说，这些发现将有助于推动量子计算向前发展，并将在密码学，安全通信和网络安全以及其他技术方面得到应用。