研究人员成功创建出首个可操控的机械量子比特

瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员成功创建出首个可操控的机械量子比特，其能以稳态、振动或两者叠加的状态保存信息。研究人员表示，机械量子比特“寿命”更长，为探测引力波等其他量子比特无法检测的微弱力场开辟了新途径。相关论文发表于最新一期《科学》杂志。

研究人员表示，传统量子比特存在寿命(量子相干时间)短、易出错等问题，限制了它们的实际应用。于是，他们将目光投向机械量子比特。

为制造出机械量子比特，研究人员巧妙设计出一个双组件系统。他们首先在一个400微米厚的蓝宝石晶体上放置了一个微小的氮化铝圆顶，这一机械谐振器能对振荡电压作出响应，在材料中产生振动，为实现长相干时间提供了可能。然后，他们将配备微型天线的超导量子比特固定在相似的蓝宝石晶体上。

随后，他们将两个晶体堆叠起来，并调节超导量子比特的振荡电流，使其频率与机械振子的频率略微不同，导致超导量子比特的量子态与机械振子的量子态轻微融合，且融合态的能量不会均匀分布。他们将融合系统的两个最低能态隔离出来，作为量子比特的0和1，最终得到了一个相干时间长于其他类型量子比特的机械量子比特。

研究人员计划使用不同材料来延长机械量子比特的相干时间，并且希望通过执行基本的逻辑运算来测试其在实际计算应用中的性能。

不过，研究人员也坦言，这一机械量子比特的保真度仅为60%，而目前量子比特的最高保真度超过99%。