清華大學(xué)

記者從清華大學(xué)交叉信息研究院獲悉，該院一研究組對單量子比特相干時間的研究近日取得突破，將單個量子比特信息儲存時間提升到10分鐘，這比之前單個量子比特信息儲存時間50余秒的世界紀(jì)錄提高了10倍。

這項工作是由清華大學(xué)長聘副教授金奇奐領(lǐng)導(dǎo)的離子阱量子計算研究組完成的，他們的研究論文《相干時間超過10分鐘的單量子比特儲存》已于9月25日發(fā)表在《自然·光子學(xué)》上。

論文第一作者、清華大學(xué)博士生汪野告訴記者，盡管20年前，科學(xué)家們就觀察到了相近的量子信息儲存時間，但在單量子比特中觀察到如此長的量子信息儲存時間還是頭一次。

延長量子信息儲存時間有什么用?專家打比方說，手機、電腦上經(jīng)典信息處理都建立在信息儲存能力上，量子信息也是如此，但量子態(tài)對環(huán)境噪聲極其敏感，“稍縱即逝”。單量子比特層面的儲存技術(shù)相當(dāng)于經(jīng)典計算機中的內(nèi)存技術(shù)，對于量子計算幫助很大。

如何實現(xiàn)對單量子比特的控制和操作?研究組采用的是離子阱技術(shù)(旋轉(zhuǎn)電場囚禁、激光冷卻)，這是最接近實現(xiàn)大型量子計算機的技術(shù)之一。

“我們的實驗是在離子阱中通過協(xié)同冷卻、動態(tài)解耦等技術(shù)解決了背景加熱、外部磁場噪聲等問題。結(jié)果證明這樣的方法是可靠的，也證明了量子信息儲存技術(shù)是可行的，這是量子計算機(特別是基于離子阱的量子計算機)的重要組成部分。”汪野說。

研究組表示，未來，通過對實驗設(shè)備和設(shè)計的不斷優(yōu)化，單個量子信息儲存時間有望實現(xiàn)小時級的突破。