我国科研人员刷新单量子比特相干时间世界纪录

记者从清华大学了解到，该校交叉信息研究所量子信息中心副教授金领导的“离子阱量子计算研究小组”实现了单个量子位的存储，相干时间超过10分钟，是迄今为止单个量子位相干时间的世界纪录，比之前的世界纪录增加了10倍。研究论文“相干时间超过10分钟的单量子位存储”发表在9月25日的《自然光子学》上(论文链接)。

记者了解到，尽管一些科学家早在20年前就在离子系综系统中观察到了类似的相干时间(我注意到“系综”指的是一些独立系统的集合)，而且最近在固体系综系统中观察到了更多的相干时间，但这项研究工作是首次在单个量子系统中观察到如此长的相干时间。

实验结果清楚地证明了量子信息存储技术的可行性，它已经成为量子计算机(特别是基于离子阱的量子计算机)相关研究的重要组成部分。

目前，离子阱技术是最接近实现大量子计算机的技术之一。离子阱的量子计算机架构由量子存储区和量子运算区组成，两个区域的连接是通过移动离子实现的。金的研究团队的成果将成为实现量子存储领域最关键的技术。同时，由于离子光子纠缠过程的不确定性，为了保证足够小的误差，需要长干燥时间的离子进行操作。因此，这一成果也成为利用离子光子纠缠实现量子网络的关键技术之一。

值得一提的是，单量子比特的相干操作和量子态检测是量子信息技术中最重要的基础技术。只有当一个人能够完全操作单个量子位时，他才能存储、操作和读取量子信息。经过20多年的探索和实验，科学家们已经慢慢掌握了单量子位水平的相干操作和量子态探测技术。

该研究得到了国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的支持。这项研究工作的第一作者是王业，他是量子信息中心的博士生，合作交流的作者是连查铉和祁进-焕，他们是博士后。