導讀：SCITechDaily指出，在量子計算中，信息以量子計算進行編碼。在經典的量子力學模擬實驗中，量子比特有著相干的兩級系統。
莫斯科國立科技大學(NUSTMISIS)、俄羅斯量子中心(RQC)、以及德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)的一支聯合研究團隊，已經在量子優勢研究方面取得了重大的進展。由發表在《npj量子信息》期刊上的研究論文可知，其打造的一款量子傳感器，為量子比特中兩檔能級缺陷的測量和操縱鋪平了道路。
SCITechDaily指出，在量子計算中，信息以量子計算進行編碼。在經典的量子力學模擬實驗中，量子比特有著相干的兩級系統。
當前最主要的量子比特模式，是基于約瑟夫森結(Josephsonjunction)的超導量子比特，正如我們在IBM和谷歌的量子處理器上所見到的那種量子比特。
與此同時，科學家們仍未放棄尋找不受其環境影響、支持精確測量和控制、更加完美的量子比特。
超導量子比特的關鍵，在于納米級的超導體-絕緣體-超導體約瑟夫森結。作為一種隧道結，它由兩片超導金屬制成，并由非常薄的絕緣層(常見為氧化鋁)隔開。
然而現代技術不允許以100%的精度來構建量子比特，結果導致了所謂的隧穿兩級缺陷。這限制了超導量子器件的性能，并且會引起計算錯誤。
確切的說法是，缺陷會導致量子比特的壽命極短或退相干。而氧化鋁和超導體表面的隧穿缺陷，就是超導量子比特中波動和能力損耗的重要來源，最終限制了計算機的運行時間。
研究人員指出，發生的材料缺陷越多，對量子比特的性能掣肘就越大，進而引發更多的計算錯誤。
好消息是，得益于新開發的量子傳感器，其能夠對量子系統中的各個二級缺陷展開測量和操作。
研究合著者，NUSTMISIS超導超材料實驗室負責人、俄羅斯量子中心研究組負責人AlexeyUstinov教授表示：“傳感器本身就屬于超導量子比特，能夠對單個缺陷進行檢測和處理”。
盡管此前也有研究材料結構的傳統技術，例如小角度X射線散射(SAXS)，但其缺點是不夠靈敏、難以發現微小的單個缺陷，因而基于傳統技術的方案無助于構建好的量子比特。
展望未來，研究人員希望這項技術能夠為量子材料的隧道缺陷結構、以及低損耗電介質的光譜學研究開辟新的途徑。因為超導量子計算機的發展，迫切需要這種低損耗的電介質。
