量子計算機可以更快地處理大量數據,因為它們並行執行許多計算步驟。 量子計算機的信息載體是量子比特。 量子比特不僅擁有“0”和“1”的信息,還擁有介於兩者之間的值。 然而,困難在於產生足夠小並且可以足夠快地切換以執行量子計算的量子位。

 

超導電路是一個非常有前途的選擇。 超導體是一種沒有  在極低的溫度下,因此可以毫無損失地傳導電流。 這對於維持的量子態很重要  並有效地連接它們。

 

Gralmonium 量子比特:超導和靈敏

KIT 研究人員現已成功開發出新穎的非常規超導量子位。 “超導量子位的核心是所謂的約瑟夫森結,用於存儲量子信息。 在這裡,我們做了一個關鍵的修改,”來自 KIT 量子材料與技術研究所 (IQMT) 的 Ioan M. Pop 博士說。

通常,這種用於超導量子位的約瑟夫森結是通過將兩個鋁層分開的薄氧化物勢壘獲得的。 “對於我們的量子位,我們使用單層顆粒狀鋁,這是一種由嵌入氧化物基質中的幾納米大小的鋁顆粒製成的超導體,”Pop 說。 然後,材料在約瑟夫森結的三維網絡中自構造。

“令人著迷的是,我們的量子比特的所有特性都由一個僅 20 nm 的非常小的結支配。 因此,它就像超導量子比特中微觀材料缺陷的放大鏡,並提供了一個有前途的改進選擇,”IQMT 的 Simon Günzler 補充道。

 

量子比特完全由粒狀鋁製成

該團隊取得的進展基於先前使用所謂的 fluxonium 量子位測試的方法。 這個前身的部分零件由粒狀鋁製成,而其他部分則由傳統鋁製成。 現在,整個量子比特都是由粒狀鋁製成的。 “如果可以從金屬薄膜中切出量子電路,這將帶來全新的機會  通過蝕刻工藝和量子比特的擴展應用,例如在 ”,KIT 物理研究所的 Dennis Rieger 說。

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