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新型超导双量子比特处理器问世 向量子计算机创建再迈进一步

2022年11月24日 09:46:27来源:化工仪器网点击:3198
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  【化工仪器网 项目成果】随着2019年谷歌成功实现了“量子优势”,超导量子计算的研究正引起人们更加广泛的关注。超导量子比特是拥有量子化能级,量子态叠加和量子态纠缠等量子力学特性的宏观器件,目前被广泛应用于量子物理、原子物理、量子光学、量子化学、量子模拟和量子计算等诸多领域中
 
  在过去十年中,超导量子比特已成为最成功的量子计算平台之一。在构建量子计算机的所有不同方法中,超导量子比特处于领先地位,但目前使用的超导量子比特的设计方法和技术性能还不足以提供实际应用。迄今为止,商业上最成功的超导量子比特是transmon,它被谷歌、IBM和其他世界领先实验室积极研究并用于量子开发。
 
  近日,俄罗斯国家研究型技术大学和莫斯科国立鲍曼技术大学成功使用新型超导fluxonium量子比特实现了双量子比特操作。fluxonium量子比特比transmon更复杂,其主要优点是可在大约600兆赫兹的低频下运行。频率越低,量子比特的寿命越长,这意味着可用它们 执行更多操作。在测试过程中,fluxonium量子比特的介电损耗允许保持叠加状态比transmon更长。
 
  研究人员还在在电路中添加了一个超电感(一种对交流电具有高电阻的超导元件),这种由40个约瑟夫森触点组成的链,两个超导体的结构被一层薄薄的电介质隔开,能够保护量子比特免受噪声影响。同时,他们还使用了高精度双量子比特门:fSim和CZ,来实现一组通用的逻辑运算。为让量子比特彼此共振,还使用了系统的一个量子比特流的参数调制。
 
  该项研究显示,不仅可同时获得99.22%以上的双量子比特运算精度,还可抑制量子比特之间残留的不需要的相互作用,从而实现并行单量子比特运算,准确率为99.97%
 
  计算量子比特的低频率不仅为更长的量子比特寿命和阀门操作的准确性开辟了道路,还使在量子比特控制线中使用亚千兆赫兹电子设备成为可能,这大大降低了量子处理器控制系统的复杂性。近日发表在《npj量子信息》上的该成果将量子计算机的创建离现实更进一步。
 
  (资料来源:科技日报)

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