8 月 29 日消息，科技媒體 scitechdaily 昨日（8 月 28 日）報道，阿爾托大學科研團隊通過簡單的實驗裝置，發現了量子比特的熱能損耗，從而揭示了量子計算機中超導量子比特相干性損耗的問題。

相干性

相干性指的是量子比特保持量子態的能力，不受環境干擾。

相干性的喪失被稱為相干性損耗或退相干，這會導致量子計算的錯誤，保持量子比特的相干性是構建量子計算機面臨的主要工程挑戰之一。

測量超導質子相干損耗

阿爾托大學物理學家聯合國際團隊，通過理論和實驗證明，超導量子比特相干性損失可以直接測量為固定量子比特的電路中的熱耗散。

最先進的量子計算機和超靈敏探測器的核心是超導約瑟夫森結（superconducting Josephson junctions），它是量子比特的基本要素，顧名思義，這些量子比特及其電路是非常高效的導電體。

量子比特中的熱耗散

阿爾托大學皮克研究小組的博士后研究員、本研究的第一作者巴揚・卡里米（Bayan Karimi）說：“盡管在制造高質量量子比特方面取得了快速進展，但仍有一個重要問題尚未解決：熱耗散是如何發生的，在哪里發生？”

阿爾托大學教授 Jukka Pekola 補充說：“基于我們小組在量子熱力學方面的專業知識，我們已經開發了長期測量這種損耗的方法”。

物理學家們在磨煉量子設備相關技術的競賽中不斷推動更高效的量子比特，這些新數據讓研究人員能夠更好地了解量子比特是如何衰變的。

在量子計算方面，具有更長相干時間的量子比特可以進行更多操作，從而實現經典計算環境中無法實現的更復雜計算。

超導量子比特的相干性損耗可以通過直接測量承載量子比特的電路中的熱耗散來進行觀察。

他們在實驗中觀察了調整單個約瑟夫森結處電壓的影響，然后通過在該結旁邊放置一個超靈敏的熱吸收器，使他們能夠在最高 100GHz 的寬頻率范圍內被動測量該結在每次相變時發出的微弱輻射。

該研究小組的理論工作是與馬德里大學的同事合作完成的。該研究成果于 8 月 22 日發表在《自然-納米技術》（Nature Nanotechnology）雜志上。