稳定量子比特是通用量子计算机的主要候选者

QuTech的研究人员以一种关键的方式改进了所谓的“Andreev自旋量子比特”，并相信它可以成为追求完美量子比特的主要候选者。与以前的版本相比，通过结合另外两种类型的量子比特的优点，以更可靠和本质上稳定的方式创建新型量子比特。该团队已在Nature Physics上发表了他们的工作。

与传统计算机的世界不同，在传统计算机世界中，比特基于非常成熟和可靠的技术，完美的量子比特尚未被发明出来。未来的量子计算机是否包含基于超导跨量子比特的量子比特，硅中的自旋量子比特，钻石中的NV中心，或者其他量子现象?每种类型的量子比特都有自己的优点和缺点。一个更稳定，第二个具有更高的保真度，其他的更容易批量生产。完美的量子比特不存在。还。

两全其美

在这项工作中，来自QuTech的研究人员 - 代尔夫特理工大学和TNO之间的合作 - 并与国际合作者一起对现有技术进行了智能组合，以存储量子信息。

共同第一作者Marta Pita-Vidal解释说：“两种最有前途的类型是半导体中的自旋量子位和超导电路中的传输量子位。但是，每种类型都有自己的挑战。例如，自旋量子比特很小，与当前的工业技术兼容，但它们难以长距离相互作用。另一方面，传输量子比特可以在长距离内有效地控制和读出，但它们具有内置的操作速度限制并且相对较大。这项研究的研究人员旨在通过开发一种结合它们的混合架构来利用这两种量子比特的优势。

安德烈耶夫自旋量子比特

“在我们的实验中，我们设法使用微波信号直接操纵量子比特的自旋，”另一位共同第一作者Arno Bargerbos说。“我们实现了非常高的'Rabi频率'，这是衡量他们控制量子比特的速度的指标。接下来，他们将这种'安德烈耶夫自旋量子比特'嵌入到超导跨量子比特中，从而能够快速测量量子比特状态。

研究人员描述了安德烈耶夫自旋量子比特的相干时间，这是量子比特可以存活多长时间的量度。他们观察到它的“寿命”受到周围材料磁场的影响。

“最后，”Bargerbos说，“我们展示了自旋量子比特和超导量子比特之间的第一个直接强耦合，这意味着它们可以让两个量子比特以受控的方式相互作用。这表明安德烈耶夫自旋量子比特可以成为基于完全不同的量子比特技术互连量子处理器的关键元素：半导体自旋量子比特和超导量子比特。

首席研究员Christian Andersen说：“目前的Andreev自旋量子比特还不完美。它仍然需要演示多量子比特操作，这是通用量子计算机所必需的。相干时间也是次优的。这可以通过使用另一种材料来改进。幸运的是，量子比特的可扩展性与半导体量子比特相当，这增加了我们能够达到使量子算法成为限制因素而不是量子硬件的地步的希望。