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超導磁通量量子比特可使量子計算機更有用。圖片來源：《新科學家》網站

科技日報記者 劉霞

一種超導量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的時間持續了約1.48毫秒，比量子計算行業目前看好的類似量子比特的“壽命”長很多，有望使未來的量子計算機更實用。相關論文刊發于最新一期《物理評論快報》雜志。

構建量子計算機的第一步是選擇如何制造其關鍵成分量子比特。迄今商業上最成功的超導量子比特是傳輸子。但像所有量子比特一樣，如果環境中出現任何小干擾，這些量子比特會在短時間內失去量子特性，無法存儲和處理信息。現在，美國馬里蘭大學亞倫·斯米諾團隊證明，磁通量量子比特可將量子特性保持更長時間。

在最新研究中，斯米諾團隊在藍寶石芯片上以特殊配置鋪設極細的鈦和鋁線，在一排排超導“島嶼”之間形成許多通道，從而制造出了磁通量量子比特。這些細線只有在極冷溫度下才是超導體，因此他們將其保存在溫度接近絕對零度的冰箱內。

當芯片通電時，導線的特殊布局和超導特性使其具有幾種不同的量子態，每一個都可用來將信息編碼為1和0或者兩者的疊加。研究團隊也測量了芯片的相干時間，以揭示量子比特的“壽命”。

斯米諾指出，最好的傳輸子量子比特的相干時間僅為數百微秒，而磁通量量子比特的相干時間約為1.48毫秒。他們也可改變量子比特的狀態，保真度為99.991%，使其成為現有最可靠的量子比特之一。

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