澳大利亚科学家开发出一种量子比特，其稳定性是现有技术的 10 倍，新记录可以极大地扩展计算种类可以执行。
传统计算机处理以 0 或 1 值的二进制位记录的信息，而量子计算机则使用量子比特– 也称为量子位 – 可以占据 0、1 或同时占据两者的叠加。
新南威尔士大学（UNSW）的研究人员开发的新量子位是被称为一个“经过修饰的”量子位，因为该团队将其核心的单个原子与电磁场结合在一起。
通过这样做，他们能够使量子比特保持叠加状态（同时存在于两种状态），时间比之前的努力长 10 倍，而额外的时间可以使计算更加稳定。
“我们创造了一种新的量子位，其中单个电子的自旋与强电磁场融合在一起，”研究员 Arne Laucht 说。
“这种量子位比单独的电子更通用、寿命更长，并且将使我们能够构建更可靠的量子计算机。”
虽然量子计算机经常被宣传为比我们今天使用的计算机更强大 –处理速度快数亿倍– 开发它们的障碍之一是叠加本身。
正是这种叠加使得量子计算机如此诱人，因为信息同时占据两种状态的能力赋予了该技术范围几乎难以想象在计算中。
但这种优势也是量子计算的弱点，因为叠加是极其脆弱且短暂，使得研究人员很难认识到量子计算的巨大潜力。
“使用量子物体进行计算的最大障碍是保持它们微妙的叠加足够长的时间，以便我们能够执行有用的计算，”团队成员之一安德里亚·莫雷洛 (Andrea Morello) 说道。
但是，通过将硅中的单个原子置于微波频率下的非常强的、连续振荡的电磁场中，研究人员能够将叠加态的保存时间延长到标准量子位的 10 倍。
从人类的角度来看，经过修饰的量子位的延长寿命仍然非常短——只有 2.4 毫秒——但这已经足够长了，可以在。
除了扩大叠加窗口之外，电磁场还赋予科学家更大的操纵量子位的能力。
“这种新的‘经过修饰的量子位’可以通过多种方式进行控制，而这对于‘未经修饰的量子位’来说是不切实际的，”莫雷洛说。 “例如，它可以通过简单地调制微波场的频率来控制，就像调频收音机一样。”
“从某种意义上说，这就是为什么经过修饰的量子位更不受噪音的影响，”他补充道。 “量子信息由频率控制，频率坚如磐石，而振幅更容易受到外部噪声的影响。”
不过，量子计算机本身可能还有一段路要走。虽然谷歌开发了一个模拟它说是一台量子计算机，并非所有人都相信他们的努力与真正的量子计算机一样强大。
但当量子计算机真正到来时，研究人员表示，他们的量子位技术将与我们当今数字设备中使用的硅芯片配合使用。
“这一结果为我们提供了一种新工具，可以在硅中创建强大且可靠的量子处理器，”劳赫特说，“使用日常计算机所使用的标准制造方法。”
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研究结果报告于自然纳米技术。
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