| 来源：cnBeta | 2022-05-07 09:09:45 |
在 2022 年 5 月 4 日发表于《自然》杂志上的一篇论文中，美国能源部(DOE)旗下阿贡国家实验室的一支研究团队，宣布其打造了一套新颖的量子比特平台。通过将氖气冷却到极低的固态，并将电子从灯泡灯丝喷射到固体上，便可在那里捕获一个电子。科学家们希望，这项技术能够为将来的新型量子比特计算机提供理论支撑。
阿贡纳米材料中心科学家 Dafei Jin 表示，他们似乎已经找到了某种理想的量子比特形式。由于氖电子平台的结构相对简单，这项技术或有助于极大地压低制造成本。
作为参考，尽管当前已有许多公司和研究机构各种类型的量子计算机，但因量子比特对质量要求极为严苛，使得我们距离实际应用还有很长一段路要走。
至于一个理想量子比特应具有哪些优质特性，Dafei Jin 提出了三个维度。
首先，一个理想量子比特应能够在相当长一段时间内维持“0”与“1”的叠加态(大约一秒)。
其次，它应该能够在短时间内，从一种状态转变为另一种状态(理想状况下约 1 纳秒)。
第三，量子比特应可以轻松与其它 Qubit 实现连接(科学家称之为“纠缠”)、从而达成并行工作的目的。
尽管迄今为止的进展并不是很顺利，但 IBM、英特尔、Google、霍尼韦尔等科技巨头和许多初创企业，还是一头扎进了量子研究领域，以期尽快推动技术改进和商业化运用。
不过 Dafei Jin 表示，他们并不是要与上述企业搞竞争，而是发现并打造了一套全新的量子比特系统，且其具有成为一个理想平台的优异特性。
目前已知有许多种类型的量子比特可供挑选，而这支研究团队机智地选择了最简单的“单电子”方案 —— 玩具中的那种简单灯丝，便可轻易发出无限量的电子。
需要指出的是，任何类型的量子比特(包括电子方案)，都面临着极易被周围环境干扰的挑战。为此，阿贡研究团队选择了在真空中的超纯固体氖表面上捕获电子。
Dafei Jin 解释称：“作为少数不与其它元素发生反应的惰性气体元素之一，我们可以利用固体氖的这种性质，来承载和保护任何量子比特不被破坏”。
而该团队展示的量子比特平台上的一个关键组件，就是由超导体制成的芯片级微波谐振器(微波炉同理)超导体。在抛开了电阻方面的顾虑之后，光 / 电子的能量或信息损失也可以控制到最小。
标签： 单电子方案 前沿科学 量子物理 新型固态量子比特平台
责任编辑：techtoutiao
