五个硅量子比特同时实现约99.9%的精度——ScienceDaily

RIKEN Center for Emergent Matter Science的研究人员与同事展示了对五个硅自旋量子比特的同时控制，精度约为99.9%。该实验系统采用了由五个量子比特组成的阵列，并连接至一条共用微波控制线。ScienceDaily 报道了这项发表于《Nature Physics》期刊的研究结果。

补偿相位偏移

硅自旋量子比特利用被限制在硅中的单个电子自旋存储量子信息。微波信号被用于控制这些量子比特，但当多个量子比特同时运行时，操作精度可能会下降。

该团队将相当一部分此类误差归因于AC斯塔克位移，即量子比特的有效能级在微波信号作用下发生变化。这一现象会导致量子态相位出现不希望发生的变化，并可能干扰预定操作，尤其是在并行控制多个量子比特时。

科学家开发出一种校准方法，以补偿这些相位偏移。该方法不为量子比特的每一种可能组合单独进行调节，而是采用量子比特对之间的校准。研究人员评估认为，这使该方法对拥有更多量子位的系统更具实用性。

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测试结果

在单独测试时，五个量子比特中的每一个都显示出超过99.99%的单量子比特操作保真度，其中最佳结果接近99.999%。保真度表明量子操作与预定结果的符合程度。

在最多三个量子比特同时运行时，操作保真度也超过了99.99%。当研究人员同时控制全部五个量子比特时，该数值仍保持在约99.9%。

未能完全消除精度损失。研究人员将残余误差与控制信号诱导的退相干联系起来：多个量子比特同时运行需要更高的微波功率，这会削弱量子相干性。该研究的作者认为，进一步改进设备设计或可减轻这一影响。