保护脆弱的量子比特
哈佛大学物理学家发现，持续稳定的声波流可以保护脆弱的量子比特免受周围噪声干扰。这种方法使量子比特保持信息的时间延长了近两倍。
量子比特是量子计算机的基本单位。它们对热量、振动和杂散电磁场极为敏感。任何干扰都可能抹去它们所携带的信息。保护量子比特免受噪声干扰是量子计算中最棘手的问题之一，多年来一直限制着量子机器的规模和可靠性。
声波如何起作用
哈佛团队在量子比特周围使用了连续的声波流，实际上形成了一道声波屏障。声波形成一道保护屏障，阻挡来自环境的噪声。这一想法借鉴了机械工程中用于抑制敏感仪器振动的技术。
研究人员在金刚石中的硅空位自旋上测试了这种方法，这是许多量子实验中使用的量子比特类型。在声波屏障开启的情况下，量子比特保持信息的时间比没有屏障时延长了近两倍。该团队在本月发布的一篇论文中描述了这项工作。
通往基于声波的量子网络之路
这一结果为使用声波而非光来连接芯片的量子网络开辟了道路。声波传播速度慢，这对于在芯片上存储和处理量子信息可能很有用。这对于构建更大的处理器很重要，因为量子比特必须保持足够长的相干时间才能完成复杂的计算。
这项工作还支持结合不同类型量子比特的混合量子系统。每种量子比特类型都有优缺点。基于声波的保护可以让研究人员在不失稳定性的情况下混合使用它们。
该团队表示，这种方法仍处于实验室阶段。需要做更多工作来将其扩展到更大的量子处理器，并测试其他量子比特材料。尽管如此，这一发现为量子工程师提供了一个新工具，以解决困扰该领域多年的问题。