超导网格态量子比特
量子计算与信息处理领域面临的核心障碍之一,是噪声环境导致的退相干误差。基于戈特斯曼-基塔耶夫-普雷斯基尔(GKP)协议的量子纠错(QEC)技术为解决这一难题提供了有效方案,并已在囚禁离子、超导电路和光子系统中得到验证。除主动式QEC外,另一种颇具前景的替代方案是构建本征态能实现稳定器的哈密顿量,从而获得类似拓扑模型的被动保护机制。 受GKP编码方案启发,该研究团队通过将等效库珀四重态结与嵌入高阻抗电路的量子相位滑移元件相结合,首次实现了具有受保护网格态本征态的超导量子比特——这一理论构想长期存在但此前从未实现。光谱测量显示,该系统存在被大幅能隙分隔的简并态对,与理论预测高度吻合。尤为重要的是,当电路参数接近理想区间时,系统不仅能容忍微小无序性,还能显著增强对环境噪声的抗干扰能力,这为探索超导硬件体系建立了全新框架。这些发现同时彰显了超导电路工具箱的多功能性,为未来开发具有涌现特性的先进固态器件奠定了基础。
