最近，由美国Crystal Systems公司发布的一份白皮书探讨了一个问题：使用蓝宝石衬底为何能显著提高超导量子比特的性能。

超导量子比特是通过使用超导电路来维持和操控量子信息，它被认为是最可行和可扩展的量子计算模式之一。然而，超导量子比特中较短的T1/弛豫时间、T2/相干时间和生命周期，对于该模式在实际量子计算应用中的使用提出了挑战。在量子比特构造过程中，选择什么基本材料会对这些参数产生深远的影响。特别是，费米实验室、耶鲁大学和其他地方的研究人员已经认识到，衬底的选择要比以前所理解的更为关键。

一篇题为《以HEMEX蓝宝石作为衬底：利用材料优化改进超导量子比特》的论文总结了最近的研究。该研究表明，如果采用HEMEX蓝宝石来代替硅，这样可以提高transmon超导量子比特的鲁棒性和功能性。

这份白皮书详细介绍了耶鲁量子研究所的初步研究成果、HEMEX蓝宝石是如何延长T1弛豫时间和T2相干时间，以及可改进量子存储器的明确结果，这对量子计算机的运行及可扩展性是至关重要的。

耶鲁大学的研究比较了各种蓝宝石衬底，他们发现使用热交换法退火的蓝宝石，特别是Crystal Systems公司的HEMEX量子蓝宝石，能产生更好的效果。这要归功于该材料能够有效减少表面材料和体电介质的损耗，而这是导致量子比特退相干的主要因素。

耶鲁大学的研究人员证明，通过使用Crystal System的HEMEX蓝宝石而非其他类型的蓝宝石(如EFG退火蓝宝石)，可实现2.0-2.7毫秒的“拉姆齐时间”，1.0-1.4毫秒的弛豫时间，以及0.15-0.3毫秒的相干时间。

该白皮书还强调了将HEMEX量子蓝宝石作为一种关键衬底的潜力，可以解决量子计算中一些长期存在的挑战，如退相干和量子比特量子态的寿命短。该白皮书认为这将为更稳健、可靠和可扩展的量子计算机铺平道路。

白皮书还呼吁学术界和产业界进行进一步的探索和合作，并强调有必要了解耶鲁大学量子研究所的研究中记录的关于HEMEX量子蓝宝石衬底的具体优势。(编译:Tmac)