稳定的量子比特是通用量子计算机的主要候选者

QuTech的研究人员以关键的方式改进了所谓的“Andreev自旋量子位”，并相信它可以成为追求完美量子位的主要候选者。与之前的版本相比，新型量子位通过结合其他两种类型量子位的优点，以更可靠和本质稳定的方式创建。该团队已在NaturePhysics上发表了他们的工作。

与比特基于非常成熟和可靠的技术的传统计算机世界不同，完美的量子比特尚未发明。未来的量子计算机是否会包含基于超导transmon量子位、硅中的自旋量子位、金刚石中的NV中心或其他一些量子现象的量子位?每种类型的量子比特都有自己的优点和缺点。一个更稳定，第二个保真度更高，其他更容易量产。完美的量子位不存在。然而。

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的合作——与国际合作者一起巧妙地结合了现有技术来存储量子信息。

共同第一作者MartaPita-Vidal解释说：“最有前途的两种类型是半导体中的自旋量子位和超导电路中的transmon量子位。然而，每种类型都有其自身的挑战。例如，自旋量子位很小并且与电流兼容工业技术，但它们在远距离相互作用方面遇到困难。另一方面，transmon量子比特可以远距离有效地控制和读取，但它们具有内置的运行速度限制并且相对较大。研究人员在这研究旨在通过开发结合它们的混合架构来利用这两种类型的量子比特的优势。”

Andreev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ArnoBargerbos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，他们将这个‘Andreev自旋量子比特’嵌入到超导transmon量子比特中，从而能够快速测量量子比特状态。”

研究人员对Andreev自旋量子位的相干时间进行了表征，这是衡量量子位可以存活多长时间的指标。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位和超导量子位之间的第一个直接强耦合，这意味着它们可以让两个量子位以受控方式相互作用。这表明Andreev自旋量子位可以成为关键基于完全不同的量子比特技术互连量子处理器的元素：半导体自旋量子比特和超导量子比特。”

首席研究员ChristianAndersen说：“目前的Andreev自旋量子位还不完美。它仍然需要演示多量子位操作，这是通用量子计算机所需要的。相干时间也不是最佳的。可以通过使用来改进另一种材料。幸运的是，量子位的可扩展性与半导体量子位不相上下，这让我们有了希望，即让量子算法成为限制因素，而不是量子硬件。”