妙笔文学

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646章 量子退相干（第3页）

1号楼的实验室内，墨女接收到信号后，通过指令。

“默哥，天女号返航了。”

“嗯。”

正在实验台前的陈默应了一声，认真看着眼前的量子芯片设计图。

这是墨女根据他的想法，制作出来的量子芯片设计图。

制造量子计算机，量子芯片的重要程度不言而喻。

量子芯片需要将量子线路集成到基片内，来承载量子信息处理。量子芯片的道路有很多种，包括超导系统、微纳光子学系统、原子系统、离子系统和半导体量子点系统。

陈默选择的研究方向是超导系统。

他目前有常温超导材料，而且超导量子芯片系统的技术，实现起来难度相对较低。

在量子芯片研究上，陈默有科技图书馆内得到的几种技术方案，结合现实中的一些理论，择优而取，希望能研发更加高效的量子芯片。

目前研究的难点，是延长量子比特的退相干时间。

量子相干性是指量子之间的特殊联系，利用它可从一个或多个量子状态推出其他量子态。

若一串量子彼此相干，可将这串量子比特当成一个‘命运共同体’，对其中一比特进行处理，就会影响其他比特的运行状态，量子计算机能高效运行，就是基于量子这种特性。

退相干就是波函数坍塌现象，量子力学的基本数学特征之一。

简单解释是原本存在0到1多种状态的连续性概率幅，在‘观测’的瞬间，突变为0或者1的某个特定函数点。

形象一点解释，就是薛定谔的猫实验里，当薛定谔没打开箱子去‘观测’猫时，猫只以一定的概率活在盒子里，处于不生不死、即生又死的叠加态，而当薛定谔打开箱子‘观测’时，猫原来不确定生死的存在性在‘观测’的瞬间突变为现实，生或死，即0或1，其中一种。

量子计算机的运算时间，受量子退相干的影响。

量子比特之间的相干性很难长时间维持，一旦遇到外界实体观测，量子比特就会失去相干性。

在计算机内，量子比特会与外部环境发生作用而发生退相干。量子从相干态到失去相干态过程的这段时间，为退相干时间，如果退相干时间不够长，量子计算机就无法计算。

增加退相干时间是量子芯片技术的难点，也是陈默现在正在研究解决的问题之一。

除了延长量子比特退相干时间、实现自旋量子比特的制备，测量和操控，也是陈默现在研究的课题。

陈默从科技图书馆内得到的技术理论中，超导量子干涉，是现有他能用于操控微观量子态最好的理论技术。

此外，还有操控精度上，需要突破容错量子阈值，量子芯片才有可能成功。

为保证可拓展量子计算有效进行，逻辑操作的错误发生率不能超过10量级，为了实现这种容错率，陈默选择用拓扑量子纠错作为研究方向。

利用量子态的拓扑性质，用于量子纠错过程。

科技图书馆种得到的量子资料上，有记载这种理论，现实科学中也有类似的拓扑量子纠错理论，这是现有技术可以实现的最高容错率量子计算方案。

“去一趟实验室。”

陈默从平台上站起来，让墨女存储好量子芯片设计的资料，朝量子实验室过去。现在不确定方法可不可行，他需要用实验来验证自己的想法和思路。

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