微重力和近绝对零度:量子计算硬件的新前沿

量子计算比特具有众所周知的脆弱性,需要极端隔绝环境干扰。本研究提出一个创新假设:微重力与超低温(接近绝对零度)的结合能为量子硬件提供近乎“理想”的运行环境。在这种条件下,引力扰动、热噪声和振动干扰被最小化,从而显著延长量子比特相干时间并降低错误率。该研究团队系统调研了四种主流量子比特平台——超导电路、囚禁离子、超冷中性原子和光子比特,并阐明每种平台如何从失重低温环境中获益。近期实验支持这一构想:国际空间站(ISS)上的玻色-爱因斯坦凝聚态维持物质波相干性的时长远超地面,轨道原子钟创下稳定性纪录,而部署在太空的光子量子计算机正展现出稳健运行能力。最后,研究人员提出了一个对比实验方案,将在地面和微重力环境下同步运行完全相同的量子处理器。该实验将直接测量消除重力影响后量子比特相干时间(T1、T2)、门保真度和读出精度的提升效果。
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提交arXiv: 2025-12-11 20:07

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