研究透视：超导涡旋态-量子比特 | Nature

背景方面，超导涡旋态长期被认为是一种半经典耗散体系，其动力学行为只能带来热损耗和磁通噪声等负面效应，限制了在量子信息领域的应用。虽然颗粒超导体中涡旋核能保持超导能隙并呈现量子特性，但超导涡旋态的直接相干操控与高保真读取一直未能实现。研究目的方面，本文旨在实现超导涡旋态的量子相干操控与高保真读取，打破传统认知，探索其在量子信息处理中的潜力。结论方面，德国卡尔斯鲁理工学院团队在颗粒铝微波谐振器中成功实现了超导涡旋态的量子相干操控与高保真读取，证实涡旋可形成稳定的双能级涡旋量子比特（VQ），能量弛豫时间达百微秒级、相干时间达微秒级。他们利用非对称量子拉比模型精准描述耦合行为，证明实验体系无需复杂约瑟夫森结工艺，依托无序超导薄膜即可实现量子比特制备，为超导涡旋量子信息处理、材料表征和量子传感等领域预示了发展方向。