粤有钱配资超导量子比特相干时间纪录刷新相应量子芯片能完全运行

　　量子比特中信息保存时间太短，一直是阻碍实用量子计算机实现的最大难题。美国普林斯顿大学工程师在这一关键问题上取得重大突破：研制出一种“长寿”的超导量子比特，“相干时间”超过1毫秒。这是目前实验室最佳版本的3倍、业界标准的近15倍，也是十多年来量子比特寿命的最大提升。研究人员基于该比特构建了一个完全运行的量子芯片，并验证了其性能，为实现高效纠错和系统扩展清除了一大障碍。相关成果5日发表于《自然》杂志。

　　延长相干时间是量子计算实用化的关键。研究团队指出，新比特的结构与谷歌、IBM等公司使用的跨子（transmon）量子比特相似，可直接替换到现有处理器中。理论上，如果将此次研发的组件替换进谷歌最先进的量子芯片Willow，其性能将提升约1000倍。更重要的是，这种优势会随着系统规模扩大而呈指数级增长，意味着增加更多比特将带来更显著的收益。

　　跨子量子比特是在极低温下运行的超导电路，具有抗干扰性强、易与现有电子制造兼容等优势。然而，跨子量子比特的相干时间长期难以突破。谷歌的最新研究表明，其量子处理器性能提升的主要瓶颈在于材料质量。

　　为此，团队采用了“双管齐下”的策略：一是使用金属钽取代常用铝，以减少能量损失；二是用高纯度硅替代传统蓝宝石基底。能量损失是量子计算中最主要的误差来源，而钽表面缺陷少、能量保持能力更强，从而显著提升量子比特的稳定性与计算精度；硅则是成熟的半导体材料，能提高制造一致性且便于规模化生产。

　　实验结果显示，这一设计显著延长了量子比特的相干时间，在蓝宝石基底上就已刷新纪录，而与硅结合后性能更进一步，达到目前世界最高水平。研究团队指出，量子计算机的性能取决于两个核心因素：系统中量子比特的总数量，每个比特在出错前能执行的运算次数。新研究同时改善了这两个方面。

　　谷歌量子AI首席科学家、2025年诺贝尔物理学奖得主米歇尔·德沃雷评价称，延长量子电路寿命一直是物理学家的“灵感折戟之地”，而普林斯顿团队“让看似不可能的方案成为现实”。专家认为，这一成果为造出实用量子计算机迈出了关键一步。