8 月 29 日消息，科技媒體 scitechdaily 昨日（8 月 28 日）報(bào)道，阿爾托大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)通過簡單的實(shí)驗(yàn)裝置，發(fā)現(xiàn)了量子比特的熱能損耗，從而揭示了量子計(jì)算機(jī)中超導(dǎo)量子比特相干性損耗的問題。
相干性
相干性指的是量子比特保持量子態(tài)的能力，不受環(huán)境干擾。
相干性的喪失被稱為相干性損耗或退相干，這會(huì)導(dǎo)致量子計(jì)算的錯(cuò)誤，保持量子比特的相干性是構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)面臨的主要工程挑戰(zhàn)之一。
測量超導(dǎo)質(zhì)子相干損耗
阿爾托大學(xué)物理學(xué)家聯(lián)合國際團(tuán)隊(duì)，通過理論和實(shí)驗(yàn)證明，超導(dǎo)量子比特相干性損失可以直接測量為固定量子比特的電路中的熱耗散。
最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)和超靈敏探測器的核心是超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)（superconducting Josephson junctions），它是量子比特的基本要素，顧名思義，這些量子比特及其電路是非常高效的導(dǎo)電體。
量子比特中的熱耗散
阿爾托大學(xué)皮克研究小組的博士后研究員、本研究的第一作者巴揚(yáng)・卡里米（Bayan Karimi）說：“盡管在制造高質(zhì)量量子比特方面取得了快速進(jìn)展，但仍有一個(gè)重要問題尚未解決：熱耗散是如何發(fā)生的，在哪里發(fā)生？”
阿爾托大學(xué)教授 Jukka Pekola 補(bǔ)充說：“基于我們小組在量子熱力學(xué)方面的專業(yè)知識(shí)，我們已經(jīng)開發(fā)了長期測量這種損耗的方法”。
物理學(xué)家們在磨煉量子設(shè)備相關(guān)技術(shù)的競賽中不斷推動(dòng)更高效的量子比特，這些新數(shù)據(jù)讓研究人員能夠更好地了解量子比特是如何衰變的。
在量子計(jì)算方面，具有更長相干時(shí)間的量子比特可以進(jìn)行更多操作，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)典計(jì)算環(huán)境中無法實(shí)現(xiàn)的更復(fù)雜計(jì)算。
超導(dǎo)量子比特的相干性損耗可以通過直接測量承載量子比特的電路中的熱耗散來進(jìn)行觀察。
他們在實(shí)驗(yàn)中觀察了調(diào)整單個(gè)約瑟夫森結(jié)處電壓的影響，然后通過在該結(jié)旁邊放置一個(gè)超靈敏的熱吸收器，使他們能夠在最高 100GHz 的寬頻率范圍內(nèi)被動(dòng)測量該結(jié)在每次相變時(shí)發(fā)出的微弱輻射。
該研究小組的理論工作是與馬德里大學(xué)的同事合作完成的。該研究成果于 8 月 22 日發(fā)表在《自然-納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）雜志上。
