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据新一期《天然·通讯》杂志报导，美国麻省理工学院团队展现的全新超导电路设计，有望使量子处理器速度进步10倍。这是量子体系中迄今为止所能完结的最强非线性光物质耦合，此举可让未来的量子核算机运转更快、更安稳，并向实用化跨进一步。
量子核算机潜力巨大，未来能快速模仿新材料，或许极大进步人工智能的学习功率。但是，这些使用完结的条件是量子核算机能以极快速度完结杂乱运算，一起敏捷读出核算成果。而这一丈量进程的功率，即读取功率，取决于光子与人工原子（量子核算机中常用于存储信息的物质单元）之间的耦合强度。
此次团队选用的超导电路设计，其非线性光物质耦合强度比之前演示的高出一个数量级，朝着完结可在几纳秒内完结的量子运算和读取迈出了要害一步。
团队在2019年开端研制一种专门的光子探测器，以增强量子信息处理才能。其间他们发明晰一种名为“四重量耦合器”的新式量子耦合器。这个设备像是一个“翻译器”，能促进量子比特之间高效交流信息。其作业原理是：当人们向耦合器注入电流时，它能增强量子比特和光信号之间的相互作用，发生十分强的非线性耦合。简而言之，便是让光和物质之间的“对话”更高效、精准。
在试验中，团队将这种耦合器连接到芯片上的两个超导量子比特，其间一个量子比特转变为谐振器，相当于一个读取器，用来检丈量子比特的状况。另一个被当作人工原子，用来存储量子信息，其间信息以光子方式传输。当微波光照射到这个体系上时，谐振器会依据量子比特是“0”仍是“1”而发生频率改变。研讨人员经过监测这种改变就能判别比特的状况。
成果，四重量耦合器在量子比特和谐振器之间发生的非线性光物质耦合强度，比之前完结的强度高出一个数量级。这不只加快了读取速度，还减少了差错，使得量子比特能在寿数内完结更屡次核算与纠错操作。
从长远来看，这项研讨有助于科学家构建容错量子核算机，这关于实践的、大规模的量子核算至关重要。（记者张佳欣）
