Surrey University的研究人员提出了一种新的量子比特设计，可能有助于解决量子计算机规模扩大后如何保持低错误率的问题。这项发表于npj Quantum Information的研究介绍了Superfluid Helium Oscillator Quantum（SHOQ）设备，该设备使用能够无摩擦流动的超流体氦-3。
如今，许多量子系统依赖超导电路，而这类电路容易受到电磁噪声和游离电荷的影响。随着量子比特数量增加，控制这类干扰会变得更加困难。据称，不携带电荷的超流体氦可能对某些类型的电磁噪声提供天然防护。
根据研究人员的计算，SHOQ设备的错误率可能比传统超导量子比特低约100倍。该研究的第一作者Dr. Priya Sharma表示，这一构想中的各个组件首次被整合到一款微流体设备中，并且已经确定了使该设备能够作为量子比特运行的细节。团队计划下一步制造原型并测试这些预测。
SHOQ预计不会取代现有的量子硬件，而是与超导量子技术结合使用。这样，不同类型的量子比特就能在同一系统中承担不同任务。从长远来看，该设备还可以作为一种存储量子信息的存储器，在其他硬件执行计算的同时保存量子信息。
该设备的运行需要极低温度；研究人员指出，在超流体氦-3实验中，此前已经达到过所需条件。该项目是在Northwestern University的Professor Jens Koch参与合作下开展的。原型研究由授予Dr. Priya Sharma的IAA Commercialisation Fellowship提供支持。
为何重要
这一提议的重要性在于，随着量子比特数量增加，噪声和错误控制问题也会日益严重，而它为此提供了一种并非简单重复现有超导方案的选择。利用不携带电荷的介质，使得SHOQ能够被视为现有系统中承担特定功能的补充组件，而不是单独构建一台新计算机。尤其是能够在计算过程中保存量子信息的存储器构想，使这一设计的应用范围不再局限于计算能力。然而，计算得出的错误率优势能否在真实设备中体现出来，仍有待通过原型制造以及在极低温度下进行的测试加以确认；目前的结果并非已经实现的性能，而是一项有待验证的设计方案。