俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所与俄罗斯量子中心的科研团队，近日对中性铥原子作为量子计算平台进行了深入探索。研究聚焦于铥原子作为量子比特(量子信息比特)的独特性质，并成功利用微波辐射与激光技术实现了对其量子态的精准操控。相关研究成果已发表于国际知名学术期刊《PRX Quantum》。
“铥原子之所以成为研究热点，源于其能在一个平台上融合碱金属与碱土金属的特有协议。”列别捷夫物理研究所的研究员丹尼斯·米申解释道，“铥量子比特不仅具备碱金属超精细结构内量子操作的可靠性，还开辟了利用光辐射控制原子能级的新路径，为实施多样化量子算法提供了可能。”
研究还揭示了铥原子量子比特的另一大优势——长相干时间，即长时间维持量子态的能力。这一特性显著提升了量子运算的质量，为量子信息的中间存储协议，类似于传统计算机的RAM，奠定了基础。铥原子的丰富能级结构，特别是其超精细亚能级，为量子比特的编码提供了理想场所。通过操控特定微波频率，科学家能够“切换”量子比特，控制其量子态。
铥原子量子比特对外部磁场波动具有高度稳定性，信息存储时间长达数十秒，在量子领域近乎“永恒”。研究共同作者尼古拉·科拉切夫斯基强调：“我们维持了长达55秒的稳定量子态，这是目前最佳数值之一。同时，提出了一种在基态与亚稳态间‘切换’量子比特的方法，有效保护了量子信息免受干扰。”
