量子计算机未来有望承担高度复杂任务,但目前读取超导量子处理器实验结果面临难题。因测量会引发干扰性量子态跃迁,测量时量子比特可能跃迁到不希望状态。基于超导量子比特的量子计算机扩展,在不影响量子态前提下实现可靠实验结果读出保真度方面,仍存在诸多挑战。读出过程中,大量微波光子送入谐振腔,可能使量子比特跃迁到更高能级,导致测量结果不可靠,此效应类似原子在强光照射下的电离。

卡尔斯鲁厄理工学院量子材料与技术研究所量子计算研究负责人Ioan M. Pop教授称:“若了解谐振器中光子数及超导量子比特电荷水平下,量子比特跃迁到不期望状态的情况,就能优化测量程序,如选择操作参数或电荷稳定。”IQMT、KIT物理研究所和加拿大舍布鲁克大学研究人员联合研究,通过实验和制定实用策略,加深了对超导量子比特中测量诱导转变的理解。IQMT的量子计算研究员Mathieu Féchant博士表示,研究测量引起量子跃迁的困难在于电路中存在电荷波动,工作中会监测该参数,改变读数水平时反复重新校准。
实验结果与近期理论模型相符,证实了对相关物理机制的理解。研究人员还表明,主动校准超导量子比特电荷,可将读数扩展到光子数范围较小区域,减少干涉量子跃迁。长远看,此研究有助于避免读出故障,提升超导量子计算机可靠性。
更多信息:作者: Mathieu Féchant 等人,标题:《超导量子跃迁中测量诱导跃迁的偏移电荷依赖性》,发表于:《物理评论快报》 (2025)。期刊信息: 《物理评论快报》











