具有比特翻转时间超过10秒的猫量子位的量子控制
Nature
|May 6, 2024
概括
研究人员开发了一种本质上受保护的猫量子位, 这一突破证明了未来量子技术的兼容量子控制和错误保护.
科学领域:
- 量子计算
- 量子信息科学
- 超导电路
背景情况:
- 量子比特易受环境错误的影响,需要复杂的校正架构.
- 量子比特内在的错误保护可以减少硬件开销,但必须与量子控制兼容.
- 在超稳定状态下编码的猫量子位提供自主位翻转保护.
研究的目的:
- 实现并描述具有增强比特翻转保护的超导猫量子位.
- 证明量子控制操作与猫量子位固有的错误保护的兼容性.
- 评估动态量子比特在可扩展量子技术中的潜力.
主要方法:
- 制造和操纵一个超导电路实现一个猫量子位.
- 使用扩展连贯性实验测量位翻转时间.
- 量子叠加状态的准备和成像.
- 阶段转换时间和控制精度的表征.
主要成果:
- 实现了超过10秒的比特翻转时间, 提升了四个数量级.
- 测量阶段转换时间大于490纳秒.
- 在没有损害比特翻转保护的情况下成功控制了量子叠加.
结论:
- 证明了量子控制与自主比特翻转保护之间的前所未有的兼容性.
- 实现的动态量子比特显示出强大的量子信息处理潜力.
- 这项工作为更具可扩展性和容错性量子计算架构铺平了道路.
