用激光读取量子比特方面取得新进展

美国国家标准与技术研究院(NIST)和科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)的联合研究机构JILA领导了一项研究，展示了如何使用激光从超导量子比特中读取信号，并且不会破坏量子比特。该成果于6月15日发表在《自然》杂志上。超导量子比特阵列所构建的超导量子计算机是可扩展量子计算的领先平台，在适当的情况下，超导体将以“光子”的形式发射量子信号，这些光子以微波频率振荡。超导设备运行通常要求100mk以下的温度，其量子信息编码在微波场中，如果在常温下传输，则会被热噪声破坏。相比较下，光量子网络用于长距离传输量子态（主要以可见光形式）时不要求低温环境。因此，连接超导量子比特的微波场和可见光的量子电光换能器将极大扩展量子信息科学的能力。对超导量子比特光量子网络的追求催生了寻找高效、低噪声电光转换技术的丰富研究领域。虽然目前已经取得了重大进展，但如何将这些换能器与超导量子比特以不干扰量子比特操作的方式结合起来仍然是一个突出的挑战，部分原因在于，将微波光子转化为可见光所需的主要工具之一是激光，而激光是超导量子比特的克星。即使来自激光束的一个杂散光子击中量子比特，它也会完全擦除量子信息。