陳根：量子領域新進展-科學家破解量子比特運行難題_風聞

文/陳根

量子比特(Qubit)是量子計算機系統中最小的數據存儲單位，類似於經典計算過程中的比特。

目前，較為流行的量子比特類型是超導材料上的量子比特，或單原子上的量子比特。與此同時，量子技術也已在多個領域得到應用，比如量子計算機。

量子計算機擁有着傳統計算機不可比擬的優勢，但是，量子運行的不穩定性一直困擾着科學界**，這也讓量子技術達不****到投入量產的成熟狀態**。

之前，學界一直認為製造量子比特的一種方法是利用電子的自旋，而為了使量子計算機儘可能的快速運轉和節約能耗，往往操作它們的是普通電極的電場。

雖然自旋一般情況下不會與電場直接進行相互作用，但在一些材料中，自旋會與電場進行間接相互作用，這一現象被稱為“自旋軌道相互作用”。當這種相互作用很強時，任何運行速度的提高都會被認為被相干性的損失所抵消。

也就是説，如果電子與實驗室中施加的電場進行相互作用，那麼在波動的電場（通常稱為“噪聲”）中，這些電子上的量子信息就會被破壞掉。然而，最新的研究表明，使用“空穴”的話這種擔心就是不必要的。

“空穴”可以被視為去掉一個****電子，其行為類似於帶正電的電子。以此方式，可以使量子比特變得堅固，從而能夠抵抗源自固體本底的電荷波動。

另外，量子比特對噪聲最不敏感的“最佳位置”，也是它達到最快運行速度的位置，這也就意味着這個位置上的量子信息可以被最長時間的保留。這一理論對於構建一個穩定的比特陣列以及發展微型量子計算機提供了重要策略，助推量子技術進一步發展。