突破！科学家合成第一个基于拓扑绝缘体的混合量子比特

凭借其优越的特性，拓扑量子比特可以帮助量子计算机取得突破性进展。到目前为止，还没有人成功地在实验室中明确展示这种量子比特。然而，来自尤利希研究中心的科学家们现在已经在一定程度上实现了这一目标。他们首次成功地将一个拓扑绝缘体集成到一个传统的超导量子比特中。正好赶上4月14日的“世界量子日”，他们的新型混合量子比特登上了最新一期《纳米通讯》期刊的封面。

量子计算机被认为是未来的计算机。利用量子效应，它们有望为传统计算机无法在现实时间内处理的高度复杂问题提供解决方案。然而，这种计算机的发展仍然是一个漫长的过程。目前的量子计算机通常只包含少量的量子比特。主要的问题是，它们极易出错。系统越大，就越难将其与环境完全隔离。

因此，许多人把希望寄托在一种新型的量子比特上--拓扑量子比特。一些研究小组以及微软等公司都在追求这种方法。这种类型的量子比特表现出一个特点，即它是受拓扑学保护的；超导体的特殊几何结构以及其特殊的电子材料特性确保了量子信息的保留。因此，拓扑量子比特很稳健，并且在很大程度上对外部退相干源具有免疫力。它们似乎还能实现快速切换时间，与谷歌和IBM在当前量子处理器中使用的传统超导量子比特所实现的时间相当。

然而，目前还不清楚是否能成功生产拓扑量子比特。这是因为仍然缺乏合适的材料基础，无法在实验中生成所需的特殊粒子。这些准粒子也被称为马约拉纳态。直到现在，它们只能在理论上得到明确的证明，而不是在实验中。混合量子比特，正如彼得-舒费根博士领导的尤利希研究中心（PGI-9）的研究小组现在首次构建的那样，正在该领域开辟新的可能性。它们已经在关键点上合成拓扑材料。因此，这种新型的混合量子比特为研究人员提供了一个新的实验平台，以测试拓扑材料在高敏感量子电路中的行为。

该研究论文题为'Integration of Topological Insulator Josephson Junctions in Superconducting Qubit Circuits'，已发表在《纳米通讯》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

本文来源前瞻网，转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点，本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。（若存在内容、版权或其它问题，请联系：service@qianzhan.com）