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超导磁通量量子比特可使量子计算机更有用。图片来源：《新科学家》网站

科技日报记者 刘霞

一种超导量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的时间持续了约1.48毫秒，比量子计算行业目前看好的类似量子比特的“寿命”长很多，有望使未来的量子计算机更实用。相关论文刊发于最新一期《物理评论快报》杂志。

构建量子计算机的第一步是选择如何制造其关键成分量子比特。迄今商业上最成功的超导量子比特是传输子。但像所有量子比特一样，如果环境中出现任何小干扰，这些量子比特会在短时间内失去量子特性，无法存储和处理信息。现在，美国马里兰大学亚伦·斯米诺团队证明，磁通量量子比特可将量子特性保持更长时间。

在最新研究中，斯米诺团队在蓝宝石芯片上以特殊配置铺设极细的钛和铝线，在一排排超导“岛屿”之间形成许多通道，从而制造出了磁通量量子比特。这些细线只有在极冷温度下才是超导体，因此他们将其保存在温度接近绝对零度的冰箱内。

当芯片通电时，导线的特殊布局和超导特性使其具有几种不同的量子态，每一个都可用来将信息编码为1和0或者两者的叠加。研究团队也测量了芯片的相干时间，以揭示量子比特的“寿命”。

斯米诺指出，最好的传输子量子比特的相干时间仅为数百微秒，而磁通量量子比特的相干时间约为1.48毫秒。他们也可改变量子比特的状态，保真度为99.991%，使其成为现有最可靠的量子比特之一。