量子科技中心_量科网

量子系统有望彻底变革信息处理科学与技术[1-3]。作为量子比特定义属性的量子相干性保持，从根本上制约着量子存储器信息处理的性能[4]。虽然囚禁离子理论上基于自发辐射可实现百万年级别的相干时间[5-7]，但实验验证结果远未达此水平，仅约一小时[8-13]。本研究通过将钟态量子比特与无退相干子空间(DFS)编码相结合，实现了超过十小时的相干时间。在¹³⁸Ba⁺离子协同冷却的¹⁷¹Yb⁺离子对中采用基于相关性的相位追踪技术，该团队在不使用磁屏蔽或增强微波相位稳定的情况下达成这一突破——这些手段正是以往限制相干时间的关键因素。DFS编码通过将量子比特相位参考于离子间能量差，有效抑制了微波相位噪声和共模磁涨落，而钟态则赋予其对环境干扰的天然鲁棒性。在长达1600秒的连续测量中，研究人员观察到相干衰减微乎其微，指数拟合给出的相干时间达(3.77±1.09)×10⁴秒。该成果证实DFS编码作为一种被动纠错方案，能够消除技术噪声限制，从而释放原子离子百万年相干潜能在可扩展量子信息处理中的应用前景。