普林斯顿大学的研讨人员构建了一种新式超导量子比特,其相干时刻比从前实验室报导的成果延长了三倍。谷歌和IBM相同选用了transmon量子比特的底层技能。但是,依据普林斯顿大学的音讯,该校研制的量子比特相干时刻比这些科技巨子的产品优异15倍。
量子核算机被视为下一代核算的圣杯,有望处理传统核算机无法处理的杂乱核算。该范畴的近期发展已促进多家公司推进量子技能的商业化使用。但是,在量子核算成为干流之前,仍有许多未解难题亟待霸占。其中之一就是量子比特自身的寿数问题——即相干时刻,它界说了量子比特在失效前能坚持信息的时刻。
当量子比特失效时,它便无法持续用于杂乱核算,且信息丢掉或许会引起过错,进一步添加量子核算的杂乱性。普林斯顿新研制的量子比特正致力于处理量子核算研讨中的这一核心问题。
Transmon量子比特是量子研讨中选用的另一种量子比特类型,需在极低温环境下运转。谷歌和IBM等公司选用transmon量子比特的原因之一,是其对搅扰的高耐受性和易于制作的特性。但是,研讨标明提高这类量子比特的相干时刻极为困难,首要瓶颈在于制作资料的质量。因而,由纳塔莉·德·莱昂和安德鲁·霍克领导的普林斯顿研讨团队测验经过改动资料寻求打破。
在该校化学家罗伯特·卡瓦的帮忙下,团队选用稀土元素钽构建量子电路。钽具有极强的稳定性,能接受制作的完好进程中最苛刻的清洁工艺以消除污染。
尽管蓝宝石基板上制作的电路已显示出相干时刻的提高,但研讨团队发现蓝宝石基板会导致较高的能量损耗,遂决议改用现代核算制作中常用的高纯度硅基板。在硅基板上制作量子比特在技能上极具应战,但普林斯顿团队坚持攻关,终究成功战胜技能壁垒,研制出相干时刻比谷歌和IBM现在产品优异15倍的transmon量子比特。
霍克指出,若将普林斯顿研制的量子比特直接使用于谷歌当时最强的量子处理器Willow,其功能可提高1000倍。有必要留意一下的是,跟着体系规划扩展,这种量子比特的优势将呈指数级增加。霍克预算,一台假定的千比特量子核算机的功能或许比当今最强量子核算机高出约十亿倍。
咱们已证明在硅基板上完成这一方针是可行的,德·莱昂表明,经过说明关键步骤以及完成长相干时刻所需的重要根底特性,现在任何从事规划化处理器研制的团队都能更轻松地选用这项技能。