超导电路新设计有望提高量子处理器速度

據新一期《天然·通訊》雜誌報導，美（měi）國麻省（shěng）理工（gōng）學院團（tuán）隊展現的全新超（chāo）導電路設計，有望（wàng）使量子處理器速度進步10倍。這（zhè）是（shì）量子體係中迄今為止所能完結（jié）的最強非線性光（guāng）物質耦合，此舉可讓未來的量子核算機運轉更快、更安穩，並向實用化（huà）跨進一步。

量（liàng）子核算（suàn）機（jī）潛力巨大，未來能快速模仿新材料，或許極（jí）大進步人工智能的學（xué）習功率。但是，這些使用完結的條件是（shì）量子核算機能以極快速度完結雜亂運算，一起敏捷（jié）讀出核算成果。而這一丈量進程的功率，即讀取功率（lǜ），取決於光子與人工原子（量子核算機中（zhōng）常用於存（cún）儲信（xìn）息（xī）的物質單元）之間的耦合強度。

此次團隊選用（yòng）的（de）超導電路設計，其非線性光物質耦（ǒu）合強度比之前演示的高（gāo）出一個數量級，朝著完結可（kě）在幾納秒內完（wán）結的量子運算和讀（dú）取邁出了要害一步。

團隊在2019年開端研製一種專（zhuān）門的光（guāng）子探測器（qì），以增（zēng）強量子信息處理才能。其間（jiān）他們發明晰一種名為“四重量耦合器”的新（xīn）式量子（zǐ）耦合器。這個設備像（xiàng）是一個“翻譯器”，能促進（jìn）量子比特之間（jiān）高效交流信息。其作業原（yuán）理是：當人們向耦合器注入電流（liú）時，它能增強量子比特和光信號之間的相互（hù）作用，發生十分強的非線性耦合。簡而言（yán）之，便是讓光（guāng）和物質之間的“對話（huà）”愈加高效、精準。

在試驗中，團隊將這種耦合器連接到芯片上的兩個超導量子比特，其間一個量子比特轉變為諧振器，相當於一個讀取器，用來檢丈量子比特的狀況。另一個被（bèi）當（dāng）作人工原子，用來存儲量子信（xìn）息，其間信息以光子方式傳輸。當微波光照射到這個體係上時，諧振器（qì）會依據量子比特是“0”仍是“1”而發生頻率改變。研討（tǎo）人員經過監測這種改變就（jiù）能判別比特的狀況。

成果，四重量耦合器在量子比特和諧振器之間發生的非線性光物質耦合強度，比之前（qián）完結的強度高出一個數量級。這不隻加快了讀（dú）取速（sù）度，還減少了（le）差錯，使得量子比特能在壽數內完結更屢次核算與糾（jiū）錯操作。

從長遠來看，這項研討有助於科學家構建容錯量子核算機，這關於實踐的、大規模的量子核算（suàn）至關重（chóng）要。

（原標題為《超導電路（lù）新設計有望提高量子（zǐ）處（chù）理器速度》）。