量子计算机能在短时间内解决传统计算机需数千年才能处理的复杂问题，在药物开发、机器学习等领域展现出巨大潜力。然而，超导金属表面和界面缺陷长期阻碍其发展，这些缺陷会引入干扰，破坏量子计算所需的精细量子态。加州大学河滨分校物理学副教授彭伟提出新解决方案，他已申请美国专利，发明一种新工艺，通过在铌金属超导体表面涂覆超薄金层，来提升量子计算机性能。

彭伟团队应用厚度仅十个左右原子的金层，消除铌中破坏量子行为的表面缺陷，同时保留超导特性。彭伟说：“通过在这些关键接口中使用金，我们能够保持更清洁的信号路径并减少超导电路中的损耗。”与传统半导体研究关注材料内部特性不同，该团队聚焦最外层原子层，因在量子系统中，微小不一致性会被放大。量子计算机使用量子比特编码信息，可同时存在于多种状态，但在超导体中，表面缺陷会破坏量子比特性能，导致量子退相干，成为阻碍量子计算机规模化和可靠运行的主要障碍之一。

彭伟的金涂层充当量子屏蔽，解决此问题。金不会氧化或发生化学反应，均匀原子层涂覆形成光滑稳定表面，抵抗噪声污染。金层薄，不影响铌超导性，允许库珀对低损耗流动。彭伟教授称：“这种平衡至关重要，我们找到了最佳平衡点。”该工艺与现有制造技术兼容，吸引众多竞相开发商用量子处理器的公司。此项创新已获业界和研究机构关注，彭伟团队正改进异质结构工艺，测试与其他超导材料兼容性，开发更好量子传感器。

更多信息： Josep Ingla-Aynés 等人，《用于量子电路的高效超导二极管和整流器》，《自然电子学》(2025)。期刊信息： 《自然电子学》