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作為由布魯克海文國家實驗室領導的美國能源部國家量子資訊科學研究中心量子優勢聯合設計中心(C2QA)的一部分，來自美國能源部(DOE)布魯克海文國家實驗室的科學家們展示了一個量子位元，其架構更適合大規模生產的性能可以與目前主導領域的量子位元相媲美。
科學家們進行了一系列數學分析，以創建更容易製造量子元的指南，確保量子電腦的這些關鍵部分能夠可靠且可靠地建造製造。
最近，科學家一直在嘗試提高量子位元保存量子資訊的時間，稱為相干性的特性，與這種量子位元結的品質有關。
他們的主要關注點是超導量子位，超導量子位有兩層，由絕緣體隔開，稱為SIS結（超導-絕緣體-超導）。規模生產量子電腦所需的精度是相當具有挑戰性的。
最近，科學家一直在嘗試提高量子位元保留量子資訊的時間，稱為相干性的特性，與這種量子位結的品質有關。
他們的主要關注點是超導量子位，超量子位元具有由絕緣體隔離導的兩個超導層，稱為SIS結構（超串聯-絕緣體-超導）。大規模生產量子電腦所需的精確度是相當具有挑戰性的。
製作 SIS 連線確實是一門藝術。
當允許超導體之間的連接處只有兩個微小電流通過時，最常見類型的超導量子位元的工作效果最佳。夠薄，可以讓少量電流流過稱為量子穿隧效應的過程。
雖然SIS設計非常適合當今的超導量子位元，但它具有挑戰性。電流降低到適合超導量子位元的水平，但這種方法需要使用較傳統的超導金屬。
劉說， 「如果我們使用鋁、鉭或鈮，那麼收縮線就必須太薄，不切實際。其他導電性能衰減的超長度可以讓我們以實際收縮製造收縮頸結。
然而，縮短連接的作用與 SIS 連接不同，因此科學家研究了這種設計變化的影響。
為了使超導量子位元發揮作用，它們需要一定的非線性，這使得它們能夠在兩個能階之間相容。了它。
由於超導收縮結構比傳統的SIS收縮結構更線性，它們因此必然更適合量子位元設計。調整狹結的無形。
然而，縮短連接的作用與 SIS 連接不同，因此科學家研究了這種設計變化的影響。
為了使超導量子位元發揮作用，它們需要一定的非線性，這使得它們能夠在兩個能階之間相容。它。
由於超導收縮結構比傳統的SIS收縮結構更線性，它們因此必然更適合量子位元設計。調整狹結的無形。
最近令人興奮的工作是材料科學家指出了基於設備要求的特定目標。
劉說， 「例如，科學家發現，對於運行在 5 到 10 GHz 之間的量子位元（這對於地球的電子產品來說是典型的），需要材料的載電能力（由其決定電阻結）和的非線性之間進行特定的權衡。
最近發表在《物理評論A》上的論文合著者查爾斯布萊克（Charles Black）表示， 「某些材料特性的組合對於在 5 GHz 運行的量子位元來說是不可行的，」Black 說。具有SIS 結的量子位元類似地運作。
Liu和Black以及他們的C2QA同事正在探索符合他們最近論文中規範的材料。
他們的研究表明，可以解決與收縮相關的挑戰，使他們能夠利用更簡單的量子位元製造流程。
最近的工作體現了C2QA的核心良好設計原則，因為Liu和Black正在開發一款量子位元架構，可以滿足量子侵犯的需求，同時與現有的電子製造能力保持一致。
期刊參考：
- 劉銘和查爾斯·T·布萊克。
