據物理學家組織網7月3日報道，美國哈佛大學的一個科學家團隊在室溫下創建出量子比特，存儲信息可近兩秒鐘，較早期的系統壽命增加了幾乎6個數量級，再創新紀錄。此項工作潛在的應用包括量子計算機最終的功能建設。該研究結果發表在最新一期《科學》雜志上。

       如何在室溫下的固態系統中創建出量子位或量子比特的關鍵基礎，是長久以來量子計算的挑戰之一。相比之下，目前大多數系統依靠復雜和昂貴的設備在真空中捕獲單個原子或電子，然后整個系統要冷卻到接近絕對零度。該團隊由哈佛大學物理學教授米哈伊爾·盧金率領，包括研究生格奧爾格和彼得·毛雷爾和博士后研究員克里斯汀·拉塔。他們表示已經突破了這個問題，在操作中轉向采用地球上最純凈的原料之一——鉆石。

       盧金說：“我們已然能夠實現控制這種前所未有的量子比特。在室溫下可以對其進行很高效率和保真度的測量。可以在其中編碼數據，并可以在一個相對長的時間內存儲。相信這項工作只限于是技術問題，所以看起來將其壽命提高到小時范圍是可行的。在這一點上，它在現實中產生很多應用將成為可能。”

       對于量子計算機的實際應用，在研究人員的設想中包括“量子現金”，即銀行交易和信用卡支付系統依賴于對量子比特的編碼來阻撓貨幣造假；量子網絡，即使用量子比特傳輸數據的高度安全的系統通信方式。

       這次突破性研究的基礎，是幾年前研究人員在氮空穴（NV）中心發現實驗室生長鉆石在原子尺度的雜質以單個原子相同的方式表現。像單個原子一樣，每個中心擁有自旋，這類似一個條形磁鐵，可以被極化。使用激光，研究人員不僅能夠控制自旋，還能夠在它隨著時間變化時，探測其方向。

       研究人員采用實驗室培養的鉆石中的雜質創造量子比特，使信息存儲接近兩秒鐘。具體地說，晶體中的碳13原子包含一個原子核的自旋，盡管很弱，但NV中心受到這些自旋的相互作用導致其生命周期很短。解決的辦法是首先削減NV中心和晶體中的碳13原子之間的連接。使用大量的激光，以能夠有效地保持NV中心主導，防止其與碳原子相互作用。然后，用一組特定的無線電頻率脈沖轟擊金剛石晶體，抑制碳13原子和附近的原子之間相互作用。如此便可以擴展量子比特的壽命，并保持較長時間的數據儲存。最終的結果是，研究人員能夠把相干時間從毫秒推進到近兩秒。