来自阿尔托大学、IQM量子计算机和VTT技术研究中心的一组科学家发现了一种新的超导量子比特unimon，可以提高量子计算的准确性。该团队以99.9%的保真度实现了第一个具有unimon的量子逻辑门——这是寻求构建商用量子计算机的一个重要里程碑。这项研究刚刚发表在《自然通讯》杂志上。

在构建有用的量子计算机的所有不同方法中，超导量子比特处于领先地位。然而，目前使用的量子位设计和技术还没有为实际应用提供足够高的性能。在这个嘈杂的中等规模量子(NISQ)时代，可实现的量子计算的复杂性主要受到单量子位和双量子位量子门错误的限制。量子计算需要变得更加准确才能发挥作用。

“我们的目标是构建在解决现实世界问题方面具有优势的量子计算机。我们今天的宣布是IQM的一个重要里程碑，也是构建更好的超导量子计算机的重大成就，”量子联合教授MikkoMöttönen教授说阿尔托大学和VTT的技术，以及领导这项研究的IQMQuantumComputers的联合创始人兼首席科学家。

今天，Aalto、IQM和VTT推出了一种新的超导量子比特类型unimon，它在单个电路中结合了所需的特性，如增加非谐性、对直流电荷噪声完全不敏感、对磁噪声的敏感性降低，以及一个简单的结构，包括谐振器中只有一个约瑟夫森结。该团队在三个不同的unimon量子位上实现了99.8%到99.9%的13纳秒长单量子位门的保真度。

正在攻读博士学位的EricHyyppä说：“由于比transmon具有更高的非谐性或非线性，我们可以更快地操作unimon，从而减少每次操作的错误。”在IQM。

为了通过实验证明unimon，科学家们设计并制造了芯片，每个芯片都由三个unimon量子比特组成。除了约瑟夫森结之外，他们还使用铌作为超导材料，其中超导引线是用铝制造的。

该团队测得unimon量子位具有相对较高的非谐性，同时只需要一个没有任何超电感的约瑟夫森结，并具有抗噪声保护功能。unimon的几何电感具有比传统fluxonium或四量子位中基于结阵列的超电感更高的可预测性和产量的潜力。

“Unimons非常简单，但与transmons相比有很多优势。事实上，有史以来第一个unimon工作得很好，为优化和重大突破提供了充足的空间。作为下一步，我们应该优化设计以获得更高的噪音保护并展示双量子位门，”Möttönen教授补充道。

“我们的目标是进一步改进unimon的设计、材料和选通时间，以打破99.99%的保真度目标，从而通过嘈杂的系统和有效的量子纠错获得有用的量子优势。这对量子计算来说是非常激动人心的一天，”总结道Möttönen教授。