首個可操控機械量子比特創建

科技日報北京11月19日電 （記者劉霞）瑞士蘇黎世聯邦理工學院研究人員成功創建出首個可操控的機械量子比特，其能以穩態、振動或兩者疊加的狀態保存信息。研究人員表示，機械量子比特“壽命”更長，為探測引力波等其他量子比特無法檢測的微弱力場開闢了新途徑。相關論文發表於最新一期《科學》雜誌。

研究人員表示，傳統量子比特存在壽命（量子相干時間）短、易出錯等問題，限制了它們的實際應用。於是，他們將目光投向機械量子比特。

為製造出機械量子比特，研究人員巧妙設計出一個雙組件系統。他們首先在一個400微米厚的藍寶石晶體上放置了一個微小的氮化鋁圓頂，這一機械諧振器能對振盪電壓作出響應，在材料中產生振動，為實現長相干時間提供了可能。然後，他們將配備微型天線的超導量子比特固定在相似的藍寶石晶體上。

隨後，他們將兩個晶體堆疊起來，並調節超導量子比特的振盪電流，使其頻率與機械振子的頻率略微不同，導致超導量子比特的量子態與機械振子的量子態輕微融合，且融合態的能量不會均勻分佈。他們將融合系統的兩個最低能態隔離出來，作為量子比特的0和1，最終得到了一個相干時間長於其他類型量子比特的機械量子比特。

研究人員計劃使用不同材料來延長機械量子比特的相干時間，並且希望通過執行基本的邏輯運算來測試其在實際計算應用中的性能。

不過，研究人員也坦言，這一機械量子比特的保真度僅為60%，而目前量子比特的最高保真度超過99%。