有史以来最冷的量子比特可能导致更快的量子计算机

科学家称，一种新型自主量子制冷机可以大大提升量子计算机的性能，并使其更加可靠。

在 1 月 9 日发表在《自然物理学》杂志上的一项研究中，研究人员使用由微波辐射“热浴”驱动的量子制冷机，成功地将量子比特冷却至仅 22 毫开尔文（零下 459.63 华氏度，或零下 273.13 摄氏度）。这是量子比特有史以来达到的最低温度。

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“这为更可靠、无误差的量子计算铺平了道路，这些计算需要更少的硬件过载，”这项研究的主要作者、瑞典查尔姆斯理工大学量子技术研究专家 Aamir Ali 在一份声明中表示。

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量子计算机需要冷却到极低的温度，这样科学家才能利用微妙的量子特性并进行计算——因为即使是最小的环境干扰也会“翻转”它们的量子态，从而导致错误。这对于超导量子比特（用于 IBM 的 1,000 量子比特 Condor 芯片等）至关重要，它们需要在接近绝对零度（0 K，零下 459.67 F 或零下 273.15 C）的温度下运行以保持稳定性。

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将量子比特冷却到接近绝对零度会使其处于最低可能能量状态，也称为“基态”。在这种状态下，量子比特很可能保留其量子属性足够长的时间以准确执行计算。

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新系统是对传统稀释制冷机的补充——传统稀释制冷机使用氦气通过稀释过程吸收热量，可将量子比特降至约 50 mK——通过进一步冷却量子比特，而不是完全取代它们。