Ett team av fysiker vid Aalto-universitetet har flyttat fram gränserna för kvantdatorer genom att uppnå en rekordlång koherenstid på millisekundnivå i en transmonqubit, vilket markerar ett betydande framsteg inom området.
Under ledning av professor Mikko Möttönen har forskargruppen Quantum Computing and Devices (QCD) uppmätt en maximal ekokoherenstid på 1,06 millisekunder med en median på 0,5 millisekunder. Detta överträffar tidigare vetenskapliga rekord, som endast nådde upp till cirka 0,6 millisekunder.
"Vi har just mätt en ekokoherenstid för en transmonqubit som nådde upp till en millisekund som mest, med en median på en halv millisekund," säger Mikko Tuokkola, doktoranden som utförde och analyserade mätningarna. Gruppens resultat publicerades i den prestigefyllda tidskriften Nature Communications den 8 juli.
Koherenstid för qubitar är en avgörande parameter inom kvantdatorer som bestämmer hur länge en kvantbit kan bibehålla sitt kvanttillstånd innan fel uppstår på grund av miljöbrus. Längre koherenstid gör det möjligt för kvantdatorer att utföra mer komplexa operationer utan fel och minskar det överskott av resurser som krävs för kvantfelkorrigering, vilket för forskarna närmare målet om felfri kvantberäkning.
Genombrottet möjliggjordes tack vare högkvalitativa transmonqubitar tillverkade i Aalto-universitetets renrum med supraledande film levererad av Finlands tekniska forskningscentral (VTT). Forskarna har noggrant dokumenterat sitt tillvägagångssätt för att göra det reproducerbart för forskargrupper världen över.
"Kvantdatorer är på väg att bli användbara i takt med att koherens och tillförlitlighet hos qubitar ökar," förklarar professor Möttönen. "De första tillämpningarna verkar finnas inom lösning av svåra men korta matematiska problem, såsom högordnings binär optimering." Han förutspår industriella och kommersiella tillämpningar inom de närmaste fem åren, inledningsvis genom tidiga NISQ-algoritmer (Noisy Intermediate-Scale Quantum) och senare i maskiner med viss felkorrigering.
Denna prestation är en del av Finlands bredare satsningar på kvantteknologi, inklusive det finska kvantflaggskeppet och Finlands Akademis spetsforskningsenhet inom kvantteknologi. För att påskynda framtida genombrott har QCD-gruppen utlyst tjänster för en senior forskare och två postdoktorala forskare.