最近,美國能源部旗下阿貢國家實驗室、芝加哥大學在量子科學領域取得重大突破:按需讀出量子位,并完整保持量子態超過5秒鐘,從而創下新紀錄。
5秒鐘能干什么?足夠向月球發送光信號并返回,足夠繞地球近40圈并仍能正確反映量子位的狀態,這就為制造分布式量子互聯網鋪平了道路。
據悉,科學家們這次使用了新的“單次讀出法”,讓量子態盡可能地持久,同時結合高度純化的碳化硅,可以減少會干擾量子位功能的背景噪聲,再加上對量子位施加一系列微波脈沖,就延長了量子位保存信息的時間。
在量子領域,延長相干時間的意義重大,比如量子計算機可處理更復雜的操作,量子傳感器可檢測到更微弱的信號。
量子位保持超過5秒,意味著可以量子態被擾亂之前,執行超過1億次量子操作。
更難得的是,這次的量子位由碳化硅制成,而這種材料目前廣泛用于燈泡、電動汽車、高壓電子設備中,容易獲得而且成本低廉。
未來,我們可利用碳化硅量子位發出的光,幫助開發量子互聯網,而量子糾纏之類的“基本操作”,都可以利用基于碳化硅的系統實現。
碳化硅
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