QuTech的研究人員以一種關鍵的方式改進了所謂的“Andreev自旋量子比特”，并相信它可以成為追求完美量子比特的主要候選者。與以前的版本相比，通過結合另外兩種類型的量子比特的優(yōu)點，以更可靠和本質(zhì)上穩(wěn)定的方式創(chuàng)建新型量子比特。該團隊已在Nature Physics上發(fā)表了他們的工作。

與傳統(tǒng)計算機的世界不同，在傳統(tǒng)計算機世界中，比特基于非常成熟和可靠的技術，完美的量子比特尚未被發(fā)明出來。未來的量子計算機是否包含基于超導跨量子比特的量子比特，硅中的自旋量子比特，鉆石中的NV中心，或者其他量子現(xiàn)象?每種類型的量子比特都有自己的優(yōu)點和缺點。一個更穩(wěn)定，第二個具有更高的保真度，其他的更容易批量生產(chǎn)。完美的量子比特不存在。還。

兩全其美

在這項工作中，來自QuTech的研究人員 - 代爾夫特理工大學和TNO之間的合作 - 并與國際合作者一起對現(xiàn)有技術進行了智能組合，以存儲量子信息。

共同第一作者Marta Pita-Vidal解釋說：“兩種最有前途的類型是半導體中的自旋量子位和超導電路中的傳輸量子位。但是，每種類型都有自己的挑戰(zhàn)。例如，自旋量子比特很小，與當前的工業(yè)技術兼容，但它們難以長距離相互作用。另一方面，傳輸量子比特可以在長距離內(nèi)有效地控制和讀出，但它們具有內(nèi)置的操作速度限制并且相對較大。這項研究的研究人員旨在通過開發(fā)一種結合它們的混合架構來利用這兩種量子比特的優(yōu)勢。

安德烈耶夫自旋量子比特

“在我們的實驗中，我們設法使用微波信號直接操縱量子比特的自旋，”另一位共同第一作者Arno Bargerbos說。“我們實現(xiàn)了非常高的'Rabi頻率'，這是衡量他們控制量子比特的速度的指標。接下來，他們將這種'安德烈耶夫自旋量子比特'嵌入到超導跨量子比特中，從而能夠快速測量量子比特狀態(tài)。

研究人員描述了安德烈耶夫自旋量子比特的相干時間，這是量子比特可以存活多長時間的量度。他們觀察到它的“壽命”受到周圍材料磁場的影響。

“最后，”Bargerbos說，“我們展示了自旋量子比特和超導量子比特之間的第一個直接強耦合，這意味著它們可以讓兩個量子比特以受控的方式相互作用。這表明安德烈耶夫自旋量子比特可以成為基于完全不同的量子比特技術互連量子處理器的關鍵元素：半導體自旋量子比特和超導量子比特。

首席研究員Christian Andersen說：“目前的Andreev自旋量子比特還不完美。它仍然需要演示多量子比特操作，這是通用量子計算機所必需的。相干時間也是次優(yōu)的。這可以通過使用另一種材料來改進。幸運的是，量子比特的可擴展性與半導體量子比特相當，這增加了我們能夠達到使量子算法成為限制因素而不是量子硬件的地步的希望。