在量子比特设计、制造、控制和读出方面，电子电荷量子比特Electron charge qubits因其固有的简单性而成为固态量子计算的主要候选者。然而，在传统半导体和超导体上，建立电子电荷量子比特却受制于严重的电荷噪声的响，这将其相干时间限制在一微秒量级。
近日，美国 阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）Xianjing Zhou, Xinhao Li，David I. Schuster & Dafei Jin等，在Nature Physics上发文，在真空中，基于超净固体氖表面上捕获的孤立单个电子，实现了超过0.1毫秒极限的电子电荷量子比特。在片上超导谐振器中，量子信息被编码在微波光子强耦合的电子运动状态中。弛豫时间和相干时间测量都在0.1ms的量级，超过了所有现有的电荷量子比特，并与最先进的超导Transmon量子比特相媲美。还演示了两个量子比特与一个共振器的同时强耦合，这是第一步迈向通用量子计算的两个量子比特纠缠。![]()
Electron charge qubit with 0.1 millisecond coherence time.![]()
图1 ｜固态氖电子electron-on-solid-neon, eNe电荷量子比特的设计和特性。
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图2:固态氖电子eNe电荷量子位的时域表征。
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图3｜固态氖电子Ne电荷量子比特的DD脉冲、单次读出保真度和单量子比特门保真度。
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图4｜耦合到谐振器的两个氖Ne电子电荷量子比特的光谱表征。
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艺术渲染显示两个量子比特具有较长的相干时间和强耦合。
Zhou, X., Li, X., Chen, Q. et al. Electron charge qubit with 0.1 millisecond coherence time. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02247-5https://www.nature.com/articles/s41567-023-02247-5声明：仅代表译者个人观点，小编水平有限，如有不当之处，请在下方留言指正！