用光连接量子电路

量子计算机有望解决材料科学和密码学中具有挑战性的任务，即使对于未来最强大的传统超级计算机来说，这些任务也将遥不可及。然而，由于需要纠错，这可能需要数百万个高质量的量子比特。

超导处理器的进步迅速，目前的量子比特数只有几百个。该技术的优点是计算速度快，并且与微芯片制造兼容，但对超低温的需求最终限制了处理器的尺寸，并在冷却后阻止了任何物理访问。

实验装置的效果图

具有多个单独冷却处理器节点的模块化量子计算机可以解决这个问题。然而，单微波光子（作为处理器内超导量子位之间的天然信息载体的光粒子）不适合通过处理器之间的室温环境发送。室温下的世界熙熙攘攘，热量很容易扰乱微波光子及其脆弱的量子特性，如纠缠。

奥地利科学技术研究所（ISTA）芬克小组的研究人员与维也纳工业大学和慕尼黑工业大学的合作者一起，展示了克服这些挑战的重要技术步骤。他们首次将低能微波与高能光子纠缠在一起。

这种两个光子的纠缠量子态是通过室温链路连接超导量子计算机的基础。这不仅对扩展现有量子硬件具有影响，而且还需要实现与其他量子计算平台的互连以及新型量子增强遥感应用。他们的研究结果已发表在《科学》杂志上。

冷却噪音

Fink小组的博士后Rishabh Sahu是这项新研究的第一作者之一，他解释说：“任何量子比特的一个主要问题是噪声。噪声可以被认为是对量子比特的任何干扰。噪声的一个主要来源是量子比特所基于的材料热量。

热量导致材料中的原子快速推挤。这会破坏纠缠等量子特性，因此，它将使量子比特不适合计算。因此，为了保持功能，量子计算机必须将其量子比特与环境隔离，冷却到极低的温度，并保持在真空中以保持其量子特性。

它们具有独特的各种特性，例如缠绕。纠缠对量子计算机很重要，因为它允许它们以非量子计算机不可能的方式进行计算。