北京
来源：科技日报
科技日报记者 张佳欣
磁振子作为磁性材料中传播的微小磁化波，被视为构建新型量子器件的重要候选者。然而，其寿命长期受限，成为制约应用的瓶颈问题。所谓寿命，是指磁振子能够可靠携带量子信息的时间，此前通常仅为数百纳秒，不足以支持实际的量子计算。据最新一期《科学进展》报道，奥地利维也纳大学领衔的科学家团队将磁振子寿命提升至18微秒，实现数量级跃升，大幅提升了承载量子信息的能力。
此次，研究团队使磁振子从易损耗的瞬时信号转变为可长期存在的量子信息载体，其性能已接近当前主流量子处理器中使用的超导量子比特。他们通过两项关键策略实现这一突破。首先，团队没有采用传统的均匀磁振子，而是选择激发短波长磁振子，这类磁振子对晶体表面缺陷不敏感，从而避免了此前主要的耗散来源。其次，他们将超高纯度的钇铁石榴石微球冷却至约30毫开尔文，在极低温下有效抑制了热扰动导致的衰减。
更为关键的是，团队证明，当前磁振子寿命的限制并非源于某种基本物理定律，而是由晶体中极微量的杂质所决定。对三种纯度不同的样品测试显示，材料越纯，磁振子存活时间越长。即便是纯度最低的样品，其性能也已超越以往所有记录。这表明，未来的提升空间主要取决于材料科学的进步。
下一步，磁振子有望从高损耗传输环节转变为稳定的量子存储单元和低损耗通道，在单一芯片上连接数百个量子比特，构建关键“量子总线”。
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