量子比特测量的新方法：微观尺度下的易扩展性承诺

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芬兰奥卢大学的量子计算与设备研究组（QCD）展示了一种新的量子比特测量方法，该方法使用微型玻璃热计作为超灵敏探测器。他们在《自然电子学》杂志上发表的论文中指出，这种玻璃热计测量能够准确地进行单次量子比特读出，且不会增加来自海森堡不确定性原理的量子噪声，同时耗电量仅为传统放大器的1/10000。

传统上，参数放大器被用来测量量子比特，但其体积庞大并产生噪音，可能导致量子比特退相干。相比之下，玻璃热计通过微小侵入式检测接口微妙地感知从量子比特发射出的微波光子，其体积约为传统放大器的100分之一，因此极具吸引力。

研究团队展示了玻璃热计能够以约14微秒的读出持续时间获得61.8%的单次精度。通过对量子比特能量弛豫时间进行校正，精度提高至92.7%。他们表示，通过轻微修改，可以预期玻璃热计的单次精度接近99.9%，读出持续时间缩短至200纳秒。同时，将玻璃热计材料从金属改为石墨烯，则能够更快地检测能量变化。

在此前的研究中，该研究团队已经展示了玻璃热计可用于超灵敏、实时微波测量，并在2020年发表的一篇论文中展示了由石墨烯制成的玻璃热计能够将读出时间缩短至微秒以下。

这项工作是在芬兰研究委员会量子技术卓越中心（QTF）的OtaNano研究基础设施中进行的，与芬兰VTT技术研究中心和IQM量子计算机合作开展。主要由欧洲研究理事会高级资助计划概念Q和Jane和Aatos Erkko基金会未来创造者计划以及芬兰技术产业百年基金会资助。

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