IBM的固態結構可儲存一個單一超導量子位元，這是建構未來量子電腦的基礎單元。
IBM 實驗量的研究人員聲稱，已經突破了量子電腦(quantum computer)的最主要障礙──毫秒級同調時間(millisecond coherence times)──“這可望在我們有生之年推動量子電腦技術邁向商業化，”，IBM 量子運算實驗部門經理Matthias Steffen表示。
Steffen和他的T.J. Watson Research Center同事們稍早前(2月28日)在美國物理學會(American Physical Society, APS)的年度會議上，報告了他們所取得的三項突破性進展。
“由於我們已經在同調時間方面獲得突破，因此我們的工程師目前正將注意力轉向商用化之前必須解決的其他工程挑戰，”Steffen說。“特別是在設計與我們的量子晶片連接的微波晶片時，我們必須更加小心。”
IBM所提出的三大技術突破包括：首先是毫秒級(95ms)的量子位元同調時間，其量子位元被放在3D銅波導管諧振腔(waveguide cavity)內部以便與周遭環境隔離。第二項技術突破是黏著在2D平面基板上，但幾乎完全相同的量子位元，它可達到10ms的同調時間。第三項是IBM針對兩個量子位元所展示的「controlled-NOT」邏輯運算，它的成功率可達到95~98%。第三項技術突破的重點在於C-NOT閘，它結合了一個量子位元閘，可進行配置以執行任何量子運算(類似於NAND閘可被配置以進行任何一種運算)。
IBM展示了量子位元的基礎資訊庫，包括由兩個超導電極組成的超冷約瑟芬結(Josephson junction)，這兩個超導電極是由一個絕緣體隔開。這兩個超導電極也透過一個過冷電容器(super-cooled capacitor)連接，以便將操作頻率降低到當前標準量測儀器可測量的水準──20GHz以上──而且必須使用微波測試設備。
量子位元記憶體和閘極的架構都採用微加工技術來進行，該技術現已廣泛用於標準矽晶片的製造，因此，IBM樂觀地認為，未來也許能大幅微縮其系統架構，在每顆晶片上實現千甚至數百萬的量子位元。也因此，過去曾被視為不可能達成的運算任務，現在至少可以開始設想了。
IBM的工程師們接下來將著手開發量子電腦元件，包括超快速的固有錯誤檢測和校正功能。由於量子位元能同時以二進制值的陣列來表示，在所謂的量子疊加態(superposition of states)中，運算過程中的過早不同調(premature de-coherence)並不會破壞這些微妙的狀態。另外，IBM也提出了量子電腦的錯誤校正方案，不過它們都需要毫秒級的同調時間，因此，IBM也展示了突破性的1毫秒技術。
業界向來對量子電腦寄予厚望，因為它能帶來超越超級電腦的運算性能，量子電腦可建構無法被攻破的加密代碼、執行今天無法做到的最佳化跨變量集(across variable sets)，以及在對巨量資料庫進行搜索和排序的同時進行平行運算，與傳統電腦相比，它僅耗費非常少的時間，因為傳統電腦必須逐一檢查每個資料庫中的資料。
編譯： Joy Teng
(參考原文： IBM reports breakthroughs in quantum computing quest ，by R. Colin Johnson)
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