近日，美国能源部(DOE)阿贡国家实验室宣布由其领导的团队，基于固态氖开发出一个新型量子比特平台。
新型量子比特平台：来自顶部加热灯丝的电子落到固态氖（红色块）上，单个电子（蓝色表示为波函数）被底部超导量子电路芯片捕获和操控，图片来自阿贡国家实验室目前，世界各国科学家都在竞相开发量子计算机。作为量子计算的运算单位，量子比特可以表示0和1两个状态的叠加。未来，量子计算机可以解决任何经典超级计算机无法解决的特定复杂问题。
此次，由阿贡国家实验室领导的研究团队，与FAMU-FSU工程学院（佛罗里达农工大学和佛罗里达州立大学的联合工程学院）机械工程副教授Wei Guo团队合作，建造了一个新的量子比特平台，展示出开发量子计算机的潜力。相关成果近日发表在《自然》(Nature)。
图片来自《自然》(Nature)前述研究的参与者还包括来自芝加哥大学、圣路易斯华盛顿大学、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)和麻省理工学院的科学家。
“通过这项研究，我们认为取得了一项重要突破，将在制造量子比特方面获得长足发展，帮助实现这项技术的潜力。”论文共同作者Wei Guo说道。
前述团队通过在极低温度下将氖气冻结成固体，把灯泡中加热灯丝的电子喷射到固体上，并捕获单个电子，以制造新型量子比特。当氖冷却到大约零下248.6摄氏度，压力超过0.42个大气压时，会冻结成固体。
实验相关器件，图片来自论文虽然量子比特的类型有很多种，团队却选择了最简单的一种，即单个电子。加热日常所见的灯泡中一根简单的灯丝，就可以很容易地发射出无限的电子。
量子比特的一个重要特性是它能够长时间同时保持0或1的状态，并被称为“相干时间”。但相干时间是有限的，这一限制由量子比特与环境相互作用的方式所决定。量子比特系统中存在的缺陷会极大降低相干时间。
出于前述原因，团队选择在真空中将电子捕获在超纯固态氖表面。氖是目前仅有的六种惰性元素之一，这意味着它不会与其他元素发生反应。
以往研究使用液态氦作为保存电子的介质。尽管液态氦很容易制造，但固态氖是一种几乎没有缺陷、不会像液氦一样振动的材料。振动很容易扰乱电子态，从而影响量子比特性能。
“由于这种惰性，固态氖可以作为真空中最纯净的固体，以承载和保护任何量子比特不受干扰。”阿贡国家实验室科学家，项目首席研究员Dafei Jin表示。
通过使用一个芯片级的超导谐振器，微芯片中的电极可以将被困在固氖上的电子保持在原位两个多月。团队借助超导微波谐振器发射的微波，操控被捕获的电子，使其能够读取和存储来自量子比特的信息，从而应用到未来的量子计算机。
超导微波谐振器(金色)可以利用微波(淡蓝光束)帮助控制一个孤立的电子(橙色波函数)，该电子被困在一块固态氖(绿色)上，图片来自阿贡国家实验室在建立前述量子比特平台后，团队使用微波光子对捕获的电子进行量子比特实时操作，并描述了其量子特性。实验测试表明，固态氖为电子提供了一个稳定环境，具有非常低的电子噪声干扰。同时，该量子比特在量子态下的相干时间，相较其它量子比特更具有竞争力。
“基于这一平台，我们首次实现了近真空环境中的单个电子和谐振器中的单个微波光子之间的强耦合，”阿贡国家实验室博士后、论文第一作者Xianjing Zhou表示，“这为利用微波光子控制每个电子量子比特，并在量子处理器中连接多个量子比特开拓了可能性。”
科学家认为，实用的量子比特需要具备三个关键品质：一，可以表现出长时间的一致性，即在很长一段时间内保持叠加状态，理想情况下超过一秒；二，可以快速地从一种状态转换到另一种状态，以帮助快速执行操作，理想情况下约为十亿分之一秒；三，通过一种被称为纠缠的量子力学现象，可以按比例拓展，与许多其它量子比特连接，以实现并行工作。
前述实验表明，在优化后，新型量子比特可以保持220纳秒的叠加态，改变状态仅需几纳秒（1纳秒为十亿分之一秒），性能优于此前研究了20年的基于电荷的量子比特。
研究人员认为，通过开发基于电子自旋而非电荷的量子比特，更可能开发出相干时间超过1秒的量子比特。同时，此次装置相对简单，更易于低成本制造。
目前，研究人员尚不清楚新系统的扩展性如何。“这仍然是所有量子比特平台共有的问题，”Dafei Jin说，“在短期内要实现数百个量子比特并不容易。”
未来，团队还计划将基于电子自旋和基于电荷的两种量子比特纠缠在一起，以实现在同一芯片上制造几十个量子比特的目标。
,基于山武 固态氖 科学家开发出新型量子比特平台相关：
悲报：英伟达显卡LHR锁初度被破解 已恢复100%算力IT之家 5月8日消息，由于去年以太坊等加密货币挖矿的大热，各大厂商的显卡都出现了缺货涨价现象。为维持游戏玩家的供应，英伟达宣布从 RTX 3060 开始推出哈希锁 (LHR) ，以对抗挖矿行为，但英伟达官方却不小心放出了解锁版固件而功亏一篑。随后，英伟达宣布升级 LHR 锁，硬件、软件配合进行限制。当然，哪怕英伟达这样做了，还是有很多人相信 LHR 被会再一次破解。现在，QuickMiner 公司团队 NiceHash 宣布完成对 ..
国贸的春天静暗暗对于此刻的中国投资行业来说，静悄悄的国贸就像一个隐喻国贸的这个春天静悄悄。5月5日，一位住在附近高层公寓的投资人拍了一张傍晚时分的金桐东路。这条CBD主干道贯穿南北，距离国贸一、二期仅几步之遥，同时连接嘉里中心、财富金融中心等地标建筑。以往的此时必定车水马龙，但此刻街道上只有零星的骑手在穿行。两天之前，北京市疫情防控新闻发布会宣布：中国国际贸易中心（下简称：国贸）一期、二期、三期（含商城、写字楼、酒..
上海新增本土“215+3760” 衰亡病例8例2022年5月7日0—24时，新增本土新冠肺炎确诊病例215例和无症状感染者3760例，其中135例确诊病例为既往无症状感染者转归，80例确诊病例和3749例无症状感染者在隔离管控中发现。新增境外输入性确诊病例2例，均在闭环管控中发现。本土病例情况2022年5月7日0—24时，新增本土新冠肺炎确诊病例215例，含135例由既往无症状感染者转为确诊病例。新增治愈出院941例。病例1—病例22，居住于浦东新区，病例23—病例29，居住于黄浦区，病例3..
北京本土新增“44+18” 分布在七个区5月7日0时至24时，新增44例本土确诊病例和18例无症状感染者，无新增疑似病例；无新增境外输入确诊病例、无症状感染者和疑似病例。治愈出院10例。本土病例确诊病例1、2：现住朝阳区光华里。5月7日诊断为确诊病例，临床分型均为轻型。确诊病例3：现住朝阳区光辉里。5月7日诊断为确诊病例，临床分型为轻型。确诊病例4至8、34：现住朝阳区光辉南里小区。5月7日诊断为确诊病例，临床分型均为轻型。确诊病例9、30、31、32：现住朝阳区..
戴N95口罩、抗原检测……多地出台外卖员防疫新规近日，北京市有关部门通报了一例外卖配送员感染新冠病毒的情况，至检测阳性为止，该外卖员接了500余单，涉及38家餐馆。不少人担心，疫情下，还能收快递、点外卖吗？针对外卖员、快递员，多地出防疫新规北京市商务局网站6日发布的《新冠疫情流行期间外卖配送人员防控指引(2022年5月版)》要求，外卖配送人员在外出提供服务时必须佩戴N95(或KN95)口罩、一次性手套。新规要求，对服务封控区、管控区、防范区、临时管控区等中高风险地..
乌高官称乌克兰将销毁部门俄罗斯文学作品乌克兰文化和信息政策部部长7日在电视直播中表示，将从乌克兰各地图书馆中没收提倡暴力或杀害乌克兰人、歌颂俄罗斯军队、作者受制裁或被列入黑名单的俄罗斯文学作品。上述书籍将被送往废纸厂处理后用于印刷乌克兰书籍。
江西省宜春市中心城区规模内实施姑且静态打点 记者从江西省宜春市疫情防控部门获悉，5月7日，宜春市中心城区在核酸检测中发现1例初筛阳性人员，为及时全面排查疫情风险隐患，彻底阻断疫情传播途径，经宜春市新冠肺炎疫情防控应急指挥部研究决定，在宜春市中心城区范围内实施临时静态管理。具体事项通告如下： 一、实施时间：2022年5月8日6时起，解除时间另行通知。 二、实施范围：宜春市中心城区范围(袁州区、经开区、宜阳新区、明月山区)。 三、静态管..
辽宁省新增85例本土无症状传染者 中新网5月8日电 据辽宁省卫健委网站消息，5月7日0-24时，辽宁省无新增新冠肺炎确诊病例；新增85例本土无症状感染者，其中沈阳市报告8例、丹东市报告16例、营口市报告61例。解除医学观察本土无症状感染者11例。 截至5月7日24时，全省累计报告确诊病例1656例(含境外输入211例)，治愈出院1616例，死亡2例，在院治疗38例(均为本土)。目前，尚在医学观察的无症状感染者1049例(本土1045例、境外输入4例)。 【编辑:孙静波】
西北地域东部华北西部等地有较强降水 中新网5月8日电 据中央气象台网站消息，8日，甘肃东南部、陕西、山西等地有明显降水，其中，陕西大部、山西中南部等地有中到大雨。8日夜间起，四川盆地西部和南部有大到暴雨，贵州西部和南部、广西、湖南、江西等地将有分散性强降水，局地有大到暴雨，并伴有短时强降水等强对流天气。9日至13日，西南地区东部、江南西部和南部、华南地区将有强降水过程。 10日至12日，我国北方地区将有一次较强冷空气活动，西北、内蒙..
上海新增本土确诊病例215例和无症状传染者3760例 中新网5月8日电 据“健康上海12320”微信公众号消息，2022年5月7日0—24时，上海新增本土新冠肺炎确诊病例215例和无症状感染者3760例，其中135例确诊病例为既往无症状感染者转归，80例确诊病例和3749例无症状感染者在隔离管控中发现。新增境外输入性确诊病例2例，均在闭环管控中发现。 本土病例情况 2022年5月7日0—24时，新增本土新冠肺炎确诊病例215例，含135例由既往无症状感染者转为确诊病例。新增治愈出院..