清华大学最新量子信息研究取得新突破

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新华社北京10月1日电(记者白)记者从清华大学跨学科信息研究所了解到，该研究所的一个研究小组最近在单量子位相干时间的研究方面取得了突破，将单量子位信息的存储时间提高到10分钟，比此前单量子位信息存储时间超过50秒的世界纪录高出10倍。

这项工作是由清华大学长期副教授金领导的离子阱量子计算研究组完成的。他们的研究论文“相干时间超过10分钟的单量子比特的存储”发表在9月25日的《自然光子学》上。

该论文的第一作者、清华大学博士生王业告诉记者，尽管科学家在20年前观察到了类似的量子信息存储时间，但这是首次在单个量子比特中观察到如此长的量子信息存储时间。

延长量子信息的存储时间有什么用？例如，专家们认为，手机和电脑上的经典信息处理是基于信息存储能力的，量子信息也是如此，但量子态对环境噪音和“转瞬即逝”极其敏感。单量子位级存储技术相当于经典计算机中的存储技术，这对量子计算非常有帮助。

如何控制和操作单个量子位？该研究组采用离子阱技术(旋转电场俘获、激光冷却)，这是实现大型量子计算机的最接近的技术之一。

“在我们的实验中，通过离子阱中的协同冷却和动态解耦，解决了背景加热和外部磁场噪声的问题。结果表明，该方法是可靠的，量子信息存储技术是可行的，是量子计算机(特别是基于离子阱的量子计算机)的重要组成部分。”王业说。

研究小组表示，在未来，通过不断优化实验设备和设计，单量子信息的存储时间有望实现每小时一次的突破。