科技日报记者 张佳欣
量子比特中信息生存时间过短，一直是拦阻实用量子计较机实现的最浩劫题。美国普林斯顿年夜学工程师于这一要害问题上取患上庞大冲破：研制出一种“长命”的超导量子比特，“相关时间”跨越1毫秒。这是今朝试验室最好版本的3倍、业界尺度的近15倍，也是十多年来量子比特寿命的最年夜晋升。研究职员基在该比特构建了一个彻底运行的量子芯片，并验证了其机能，为实现高效纠错及体系扩大断根了一年夜障碍。相干结果5日发表在《天然》杂志。
延伸相关时间是量子计较实用化的要害。研究团队指出，新比特的布局与google、IBM等公司利用的跨子（transmon）量子比特相似，可直接替代到现有处置惩罚器中。理论上，假如将这次研发的组件替代进google开始进的量子芯片Willow，其机能将晋升约1000倍。更主要的是，这类上风会跟着体系范围扩展而呈指数级增加，象征着增长更多比特将带来更显著的收益。
跨子量子比特是于极低温下运行的超导电路，具备抗滋扰性强、易与现有电子制造兼容等上风。然而，跨子量子比特的相关时间持久难以冲破。google的最新研究注解，其量子处置惩罚器机能晋升的重要瓶颈于在质料质量。
为此，团队采用了“左右开弓”的计谋：一是利用金属钽代替经常使用铝，以削减能量丧失；二是用高纯度硅替换传统蓝宝石基底。能量丧失是量子计较中最重要的偏差来历，而钽外貌缺陷少、能量连结能力更强，从而显著晋升量子比特的不变性与计较精度；硅则是成熟的半导体质料，能提高制造一致性且便在范围化出产。
试验成果显示，这一设计显著延伸了量子比特的相关时间，于蓝宝石基底上就已经刷新纪录，而与硅联合后机能更进一步，到达今朝世界最高程度。研究团队指出，量子计较机的机能取决在两个焦点因素：体系中量子比特的总数目，每一个比特于堕落前能履行的运算次数。新研究同时改善了这两个方面。
google量子AI首席科学家、2025年诺贝尔物理学奖患上主米歇尔·德沃雷评价称，延伸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“让看似不成能的方案成为实际”。专家认为，这一结果为造出实用量子计较机迈出了要害一步。
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