1 John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, Massachusetts 02138, USA 2 QuTech, Delft University of Technology, PO Box 5046, 2600 GA Delft, The Netherlands, EU a) E-mail: kkuruma@seas.harvard.edu b) E-mail: loncar@seas.harvard.edu Abstract The ability to固体中的控制声子是从量子信息处理到传感的各种量子应用的关键。通常,声子是噪声和破坏性的来源,因为它们可以与各种固态量子系统相互作用。为了减轻这种情况,量子系统通常在毫米的温度下运行,以减少热声子的数量。在这里,我们演示了一种依赖于状态的工程语音密度的替代方法,从光子带隙结构中汲取了灵感,这些启发已用于控制量子发射器的自发发射。我们使用完整的Phononic带隙设计和制造钻石音调晶体,跨越50-70 gigahertz,量身定制,以抑制带有热浴的谐振声子的单个硅接收色中心的相互作用。在4开尔文时,我们证明了与大块相比,颜色中心的彩色中心的轨道弛豫率降低了18倍。此外,我们证明了声音带隙可以有效抑制高达20 kelvin的声子彩色中心相互作用。除了在较高温度下实现量子记忆的操作外,设计Qubit-Phonon相互作用的能力还可以使量子科学和技术的新功能能够使用,在该功能中,将声子用作量子信息的载体。工程量子系统与声子/振动的相互作用是广泛学科的重要任务,包括量子信息1-3,光电4,计量学5,能量收获6和传感7,8。相干的声子可以作为量子信息的载体9,10发挥重要作用,而热声子也会在单个量子水平下对许多量子系统的相干性质产生负面影响,并最终限制量子设备的连贯性11,12。解决此问题的最常见方法是在降低的温度下(通常在Milli-Kelvin范围内),以减少9,13,14的热声子的种群。但是,这种方法需要复杂且昂贵的低温系统,并且不会减轻
1量子计算与通信技术中心,电气工程和电信学院,新南威尔士州悉尼,新南威尔士州2052,澳大利亚2 Physikalisch-Technische Bundesanstalt,38116,Braunschweig,德国Braunschweig,德国Technologies,Windsor House,Windsor Road,Harrogate HG1 HG1 2PW,英国5物理学院,悉尼大学,悉尼,悉尼,新南威尔士州,2006年,澳大利亚6 Microsoft Corporation,Q悉尼站,悉尼,悉尼,悉尼,新南威尔士大学,2006年,新南威尔士大学,2006年,澳大利亚澳大利亚7号,DTU FOTONIK,DTU FOTONIK,DENMASK,DENMASK,DENMBRED,DENMASK,DENMASK,DENMASK,DENMASK,DENMASK,DENMASK,DENSKRED 33 34。
1 量子计算和通信技术中心,电气工程和电信学院,新南威尔士大学,悉尼,新南威尔士州 2052,澳大利亚 2 德国联邦物理技术研究院,38116,不伦瑞克,德国 3 Quantum Motion Technologies,Nexus,Discovery Way,利兹,LS2 3AA,英国 4 现地址:Quantum Motion Technologies,Windsor House,Cornwall Road,哈罗盖特 HG1 2PW,英国 5 悉尼大学物理学院,悉尼,新南威尔士州 2006,澳大利亚 6 微软公司,悉尼大学 Q 站,悉尼,新南威尔士州 2006,澳大利亚 7 丹麦技术大学 DTU Fotonik 光子工程系,343 号楼,DK-2800 公斤。丹麦灵比 8 柏林洪堡大学物理系,12489,柏林,德国 9 费迪南德-布劳恩研究所,莱布尼茨高频率技术研究所,12489 柏林,德国 10 苏黎世联邦理工学院物理系,CH-8093,苏黎世,瑞士 11 苏黎世大学尼尔斯玻尔研究所哥本哈根,2100,哥本哈根,丹麦 12 JARA-FIT 量子信息研究所,亚琛工业大学和于利希研究中心,52074,亚琛,德国 13 新南威尔士大学电气工程与电信学院 悉尼,新南威尔士州 2052,澳大利亚 14 墨尔本大学物理学院,澳大利亚墨尔本 15 英国大学电气与计算机工程系哥伦比亚, 不列颠哥伦比亚省温哥华 V6T 1Z4,加拿大 16 大阪大学科学与工业研究中心,茨城,大阪 567-0047,日本 17 大阪大学开放与跨学科研究计划研究所量子信息与量子生物学中心,大阪 560-8531,日本 18 大阪大学工程科学研究生院自旋电子学研究网络中心 (CSRN),大阪 560-8531,日本 19 于韦斯屈莱大学物理学系和纳米科学中心,FI-40014 于韦斯屈莱大学,芬兰 20 纳米光子学中心,AMOLF,1098 XG,阿姆斯特丹,荷兰 21 雪城大学物理学系,雪城,纽约州 13244-1130,美国 22 现地址:美国空军研究实验室,罗马,纽约州 13441,美国 23 量子计算研究所,滑铁卢大学,加拿大安大略省滑铁卢 N2L 3G1 24 金乌国立科技大学材料科学与工程学院和能源工程融合系,韩国龟尾 39177 25 新南威尔士大学物理学院,澳大利亚悉尼 2052 26 澳大利亚研究委员会未来低能耗电子技术卓越中心,新南威尔士大学新南威尔士分校,澳大利亚悉尼 2052 27 代尔夫特理工大学 QuTech 和 Kavli 纳米科学研究所,荷兰代尔夫特 2600 GA
量子计算是计算机技术的一个分支,它使用量子理论的原理来处理信息。与传统的二进制计算机不同,后者使用的比特只能是 1 或 0,而量子计算机使用的量子比特可以同时存在于多个状态。这种称为叠加的特性允许进行更复杂的计算,并成倍增加处理能力。云计算是一种通过互联网提供数据存储、服务器、网络和数据库等服务的模型。量子云计算结合了这两种技术,使人们无需拥有一台量子计算机就可以访问强大的量子计算机。IBM 是目前唯一一家提供云量子计算设施的公司,提供免费使用的 5 量子比特机器。云计算和量子计算之间的关系是协同作用。用户无需拥有量子计算机,就可以利用基于云的量子处理来完成复杂的任务,例如解码化合物、优化供应链和管理财务风险。此外,云量子计算通过处理更复杂的数字来实现更安全的加密方法。云量子计算的应用包括教育,它可以用来向学生传授量子计算概念。借助云量子计算机,量子物理教育将变得更加容易。学生无需物理设备即可学习和进行实验。该领域具有巨大的发展潜力,研究人员可以利用云量子计算机来测试理论和开展研究。马丁·雷诺兹 (Martin Reynolds) 表示,由于特定的房间条件和需要新的编程技能,实施基于云的量子计算具有挑战性。IT 团队必须开发专业知识来微调算法和硬件。尽管面临挑战,但云提供商将成为首批提供量子即服务的提供商之一,为开发人员提供访问量子处理的方法。如果实际问题能够得到解决,量子云计算可能会产生与人工智能类似的深远影响。量子力学支持开发创新应用程序,包括量子算法的实施和测试。研究人员可以利用基于云的资源进行实验、测试理论和比较架构。此外,基于云的平台有助于创建向人们介绍量子概念的游戏。在数字化转型领域,可以使用基于云的量子资源处理和预测数 TB 的大数据。 qBraid Lab、Quandela Cloud、Xanadu Quantum Cloud、Rigetti Computing 的 Forest、Microsoft 的 LIQUi| 和 IBM Q Experience 等基于云的平台提供对各种量子设备和模拟器的访问。这些平台提供编程语言、开发框架和示例算法的工具。一些值得注意的基于云的量子资源包括:* qBraid Lab:一个提供软件工具和访问 IBM、Amazon Braket、Xanadu、OQC、QuEra、Rigetti 和 IonQ 量子硬件的平台。 * Quandela Cloud:第一台可通过 Perceval 脚本语言访问的欧洲光子量子计算机。 * Xanadu Quantum Cloud:一个基于云的平台,可访问三台完全可编程的光子量子计算机。 * Rigetti Computing 的 Forest:一个用于量子计算的工具套件,具有编程语言、开发工具和示例算法。 * Microsoft 的 LIQUi|:一个用于量子计算的软件架构和工具套件,提供编程语言、优化和调度算法以及量子模拟器。 * IBM Q Experience:一个通过基于 Python 的 Qiskit 框架或图形界面提供对量子硬件和 HPC 模拟器的访问的平台。这些平台提供各种模拟器和量子设备,包括多个 transmon 量子比特处理器、5 量子比特和 16 量子比特可公开访问的设备,以及通过 IBM Q 网络提供的最多 65 量子比特的设备。 Qutech 是欧洲首个为两款硬件芯片提供基于云的量子计算的平台。Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特传输处理器)和 QX(荷兰国家超级计算机 Cartesius 上的量子模拟器后端,最多可模拟 31 个量子比特)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问设备。这可以促进量子计算领域的协作和创新。一些著名的基于云的量子计算平台包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。欧洲首款可通过 Perceval 脚本语言访问的光子量子计算机。 * Xanadu Quantum Cloud:基于云的平台,可访问三台完全可编程的光子量子计算机。 * Rigetti Computing 的 Forest:量子计算工具套件,包含编程语言、开发工具和示例算法。 * Microsoft 的 LIQUi|:量子计算软件架构和工具套件,提供编程语言、优化和调度算法以及量子模拟器。 * IBM Q Experience:通过基于 Python 的 Qiskit 框架或图形界面提供量子硬件和 HPC 模拟器访问的平台。这些平台提供各种模拟器和量子设备,包括多个量子比特处理器、5 量子比特和 16 量子比特可公开访问的设备,以及通过 IBM Q Network 提供的最多 65 量子比特的设备。 Qutech 是欧洲首个为两个硬件芯片提供基于云的量子计算的平台。 Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问这些设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些基于云的量子计算平台的著名例子包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。欧洲首款可通过 Perceval 脚本语言访问的光子量子计算机。 * Xanadu Quantum Cloud:基于云的平台,可访问三台完全可编程的光子量子计算机。 * Rigetti Computing 的 Forest:量子计算工具套件,包含编程语言、开发工具和示例算法。 * Microsoft 的 LIQUi|:量子计算软件架构和工具套件,提供编程语言、优化和调度算法以及量子模拟器。 * IBM Q Experience:通过基于 Python 的 Qiskit 框架或图形界面提供量子硬件和 HPC 模拟器访问的平台。这些平台提供各种模拟器和量子设备,包括多个量子比特处理器、5 量子比特和 16 量子比特可公开访问的设备,以及通过 IBM Q Network 提供的最多 65 量子比特的设备。 Qutech 是欧洲首个为两个硬件芯片提供基于云的量子计算的平台。 Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问这些设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些基于云的量子计算平台的著名例子包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。和示例算法。 * 微软的 LIQUi|:一种用于量子计算的软件架构和工具套件,提供编程语言、优化和调度算法以及量子模拟器。 * IBM Q Experience:一个通过基于 Python 的 Qiskit 框架或图形界面提供对量子硬件和 HPC 模拟器的访问的平台。这些平台提供各种模拟器和量子设备,包括多个量子比特处理器、5 量子比特和 16 量子比特可公开访问的设备,以及通过 IBM Q Network 提供的最多 65 量子比特的设备。Qutech 是欧洲第一个为两个硬件芯片提供基于云的量子计算的平台。Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,它们托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些著名的基于云的量子计算平台包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。和示例算法。 * 微软的 LIQUi|:一种用于量子计算的软件架构和工具套件,提供编程语言、优化和调度算法以及量子模拟器。 * IBM Q Experience:一个通过基于 Python 的 Qiskit 框架或图形界面提供对量子硬件和 HPC 模拟器的访问的平台。这些平台提供各种模拟器和量子设备,包括多个量子比特处理器、5 量子比特和 16 量子比特可公开访问的设备,以及通过 IBM Q Network 提供的最多 65 量子比特的设备。Qutech 是欧洲第一个为两个硬件芯片提供基于云的量子计算的平台。Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,它们托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些著名的基于云的量子计算平台包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问这些设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些基于云的量子计算平台的著名例子包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。Quantum Inspire 平台提供对完全可编程的 2 量子比特电子自旋量子处理器(称为 Spin-2)的访问,该处理器由两个单电子自旋量子比特组成,托管在由同位素纯化的 28Si 制成的双量子点中。它还提供对 Starmon-5(配置为 X 设置的 5 量子比特 transmon 处理器)和 QX(在荷兰国家超级计算机 Cartesius 上具有最多 31 个量子比特模拟的量子模拟器后端)的访问。用户可以通过图形用户界面或基于 Python 的 Quantum Inspire SDK(支持 projectQ 和 Qiskit 框架)创建基于电路的量子算法。相比之下,Amazon Braket 提供对 IonQ、Rigetti、Xanadu、QuEra 和 Oxford Quantum Circuits 量子计算机的访问,而 QC Ware 的 Forge 提供对 D-Wave 硬件以及 Google 和 IBM 模拟器的访问。本文讨论了基于云的量子计算,这是一种能够通过互联网访问量子计算机的技术。基于云的方法允许开发人员和研究人员使用来自不同供应商的量子硬件和模拟器,而无需物理访问这些设备。这可以促进量子计算领域的合作和创新。一些基于云的量子计算平台的著名例子包括 IBM Q Experience、Quantum Inspire 和 QC Ware Forge。这些平台为用户提供了一系列用于探索和开发量子算法和应用程序的工具和资源。本文还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,突显了人们对这一领域日益增长的兴趣。这些平台为用户提供了一系列工具和资源,用于探索和开发量子算法和应用。文章还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,凸显了人们对该领域日益增长的兴趣。这些平台为用户提供了一系列工具和资源,用于探索和开发量子算法和应用。文章还提到了几篇与基于云的量子计算相关的研究论文和出版物,凸显了人们对该领域日益增长的兴趣。