麻省理工新超导电路设计望提速量子计算机
AI导读：
麻省理工学院团队展示的全新超导电路设计，有望使量子处理器速度提高10倍，实现最强非线性光物质耦合，推动量子计算机向更快、更稳定、更实用方向发展。实验中，团队发明的“四分量耦合器”显著提升耦合强度，加快读取速度，减少误差。
据新一期《自然·通讯》杂志报道，美国麻省理工学院团队展示了全新的超导电路设计，有望将量子处理器速度提高10倍。这是量子系统中迄今为止所能实现的最强非线性光物质耦合，将推动量子计算机向更快、更稳定、更实用的方向发展。
量子计算机潜力巨大，未来或能迅速模拟新材料，大幅提高人工智能学习效率。然而，这些应用的前提是量子计算机能以极快速度完成复杂运算，并迅速读出结果。读取效率取决于光子与人工原子间的耦合强度，麻省理工团队的新设计在此方面取得突破。
此次采用的超导电路设计，非线性光物质耦合强度比之前高出一个数量级，为量子运算和读取速度的提升奠定了关键基础。
团队自2019年起研发专门的光子探测器，以增强量子信息处理能力。期间发明了“四分量耦合器”，这一新型量子耦合器如“翻译器”般促进量子比特间高效信息交换。其工作原理是增强量子比特与光信号间相互作用，实现高效精准的光物质“对话”。
实验中，耦合器连接两个超导量子比特，一个作为谐振器检测量子比特状态，另一个存储量子信息，信息以光子形式传输。微波光照射时，谐振器频率变化反映量子比特状态，研究人员据此判断。
四分量耦合器产生的非线性光物质耦合强度显著提升，不仅加快了读取速度，还减少了误差，使量子比特能在寿命内完成更多次计算与纠错。
长远来看，该研究有助于构建容错量子计算机，对实际、大规模量子计算至关重要。
（文章来源：科技日报）
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