作者:芝加哥大学的路易斯·勒纳 芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一组科学家宣布，他们发现了一种简单的改进，这种改进使我们的量子系统保持运转——或者说“连贯”——时间比以前长了10000倍
学分:芝加哥大学 如果我们能够驾驭它，量子技术将会带来奇妙的新可能性
但是首先，科学家需要让量子系统保持不变的时间超过百万分之几秒
芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一组科学家宣布，他们发现了一种简单的改进，这种改进使我们的量子系统保持运转——或者说“连贯”——时间比以前长了10000倍
尽管科学家们在一种称为固态量子位的特殊量子系统上测试了他们的技术，但他们认为这种技术应该适用于许多其他种类的量子系统，从而可以彻底改变量子通信、计算和传感
这项研究发表于8月16日
科学13
“这一突破为量子科学令人兴奋的新研究途径奠定了基础，”该研究的主要作者大卫·奥肖洛姆说，他是刘氏家族分子工程教授，阿尔贡国家实验室的高级科学家和芝加哥量子交易所的主任
“这一发现的广泛适用性，加上一个非常简单的实现，使得这种强有力的一致性能够影响量子工程的许多方面
它带来了以前认为不切实际的新研究机会
" 在原子层面，世界按照量子力学的规则运行——与我们在日常生活中所看到的截然不同
这些不同的规则可以转化为技术，如几乎不可破解的网络或极其强大的计算机；美国
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美国能源部在7月23日的一次活动中发布了未来量子互联网的蓝图
但基本的工程挑战仍然存在:量子态需要一个极其安静、稳定的空间来运行，因为它们很容易受到振动、温度变化或杂散电磁场产生的背景噪声的干扰
因此，科学家们试图找到尽可能长时间保持系统一致性的方法
一种常见的方法是将系统与嘈杂的环境物理隔离，但这可能会很笨重和复杂
另一种技术是让所有的材料尽可能的纯净，这很昂贵
宇智高的科学家们采取了不同的策略
“采用这种方法，我们不会试图消除周围环境中的噪音；该论文的第一作者、博士后研究员苗本武说:“相反，我们“欺骗”系统，让它认为它没有经历噪音。”
芝加哥大学普利兹克分子工程学院的一组科学家宣布，他们发现了一种简单的改进，这种改进使我们的量子系统保持运转——或者说“连贯”——时间比以前长了10000倍
学分:芝加哥大学 在通常用于控制量子系统的电磁脉冲的配合下，研究小组应用了额外的连续交变磁场
通过精确调节这个场，科学家可以快速旋转电子自旋，让系统“调谐”出其余的噪声
“要理解这个原理，就像坐在旋转木马上，周围的人都在大喊大叫，”苗解释说
“当车静止时，你可以完美地听到它们，但如果你在快速旋转，噪音会模糊成背景
" 这一微小的变化使该系统保持相干长达22毫秒，比没有修改的系统高4个数量级，而且比以前报道的任何电子自旋系统都要长得多
(作为比较，一眨眼大约需要350毫秒)
该系统能够几乎完全消除某些形式的温度波动、物理振动和电磁噪声，所有这些通常都会破坏量子相干性
科学家们说，这个简单的解决方案可以开启量子技术几乎每个领域的发现
“这种方法创造了一条通向可伸缩性的途径，”奥肖洛姆说
“它应该使在电子自旋中存储量子信息变得可行
存储时间的延长将使量子计算机能够进行更复杂的操作，并允许从自旋设备传输的量子信息在网络中传播更长的距离
" 虽然他们的测试是在使用碳化硅的固态量子系统中进行的，但科学家们相信这项技术在其他类型的量子系统中也会有类似的效果，比如超导量子比特和分子量子系统
这种水平的多功能性对于这样的工程突破来说是不寻常的
“有很多量子技术的候选人被推到一边，因为他们不能长时间保持量子相干，”苗说
“现在我们可以通过这种方式大幅提高一致性，因此可以对这些进行重新评估
“最棒的是，这非常容易做到，”他补充道
“它背后的科学是错综复杂的，但是添加交变磁场的逻辑非常简单
"
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