【產(chǎn)通社，3月24日訊】上海交通大學(xué)（Shanghai Jiao Tong University, SJTU）官網(wǎng)消息，量子相干性是量子計算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，它指的是在系統(tǒng)中保持疊加態(tài)和量子干涉的能力。更長的量子相干時間意味著量子比特或量子信息單位可以在更長的時間內(nèi)保持其量子態(tài)，從而使量子計算機(jī)具有更大的可擴(kuò)展性和處理能力，從而可以更快速地進(jìn)行更復(fù)雜的計算。此外，較強(qiáng)的量子相干性可以降低計算錯誤率，提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，提高量子相干時間對量子技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。

近期，上海交通大學(xué)物理與天文學(xué)院博士后范波與導(dǎo)師Antonio Miguel García-García教授，以及來自以色列Technion物理系的博士后Abhisek Samanta共同合作的一項(xiàng)重要研究成果表明，在弱耦合超導(dǎo)體中引入雜質(zhì)等無序所引起的量子相干效應(yīng)可以增大電感。他們進(jìn)一步指出，這種超級電感元件應(yīng)用于基于超導(dǎo)量子比特的量子計算機(jī)中，可以抑制量子漲落，在一定參數(shù)區(qū)間內(nèi)提高量子相干時間兩個數(shù)量級，而電路的品質(zhì)因數(shù)卻不會顯著降低，即損耗不會顯著增加。

通過自洽求解在有限溫度下的Bogoliubov-de Gennes方程，并且考慮規(guī)范不變的隨機(jī)相位近似修正，該修正可以描述集體模式激發(fā)、熱激發(fā)和其他漲落行為，這些是導(dǎo)致電路品質(zhì)因數(shù)下降的主要因素。在超導(dǎo)體-絕緣體轉(zhuǎn)變的超導(dǎo)體一側(cè)，研究人員確定了一系列的頻率和溫度范圍，在該條件范圍內(nèi)，量子相干效應(yīng)導(dǎo)致超級電感的品質(zhì)因數(shù)服從長尾統(tǒng)計分布，且其平均值隨無序強(qiáng)度的增加而增大。研究人員認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)不僅有可能縮小各種與量子計算有關(guān)的量子設(shè)備的尺寸并提高其效率，而且還與電磁輻射（特別是微波）的探測器及其應(yīng)用有關(guān)。

相關(guān)研究成果以“Tuning superinductors by quantum coherence effects for enhancing quantum computing”為題近期發(fā)表在《物理評論快報》上。該工作得到了上海市人才計劃、國家自然科學(xué)基金和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目的支持。

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