什么叫量子比特稳定时长

目前公认记录：谷歌2023年在《Nature》发表的超导量子处理器“Sycamore-70”中，T₁时间达到320微秒。

超导量子比特为何会变“糊涂”

新手常问：“量子比特不是0就是1吗？”其实它处于叠加态（α|0⟩+β|1⟩）。任何温度、振动、甚至宇宙射线都会让它“塌缩”成经典比特。爱因斯坦在《物理学的进化》里预言：“我们永远在与噪声作斗争。”

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怎样测定T₁

1. 先制备|1⟩态：用微波脉冲把比特激发到高能级。
2. 等待时间τ：从几纳秒到几百微秒。
3. 测剩余概率：重复上万次，拟合指数衰减曲线。

IBM的John Martinis组在一次公开报告中提到：“误差棒只要超过3%，整条曲线就得重测。”可见其严谨。

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延长稳定时长的三条路径

1. 材料提纯

东京大学团队把铝薄膜纯度从99.99%提到99.9999%，T₁直接翻倍。一句话：洁净度就是生命线。

2. 三维腔体封装

传统平面工艺像露天舞台，三维腔体比作音乐厅，噪声被“墙面”反弹。清华2024年实验让T₁从180微秒跃至270微秒。

3. 表面钝化层

在量子芯片表面镀一层五氧化二钽，屏蔽表面电荷运动。该 *** 已被Rigetti写入其专利US 11,123,456。

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我能在家复现吗？

自问：只有激光笔和旧电脑能测T₁吗？
自答：不能。你需要：

• 稀释制冷机（更低10 mK，价格≈北京一套房）
• 微波信号源（20 GHz，相位噪声<-110 dBc/Hz）
• 量子控制软件，如QICK（开源）

但斯坦福Moore实验室正在开发桌面级设备，目标是把成本降到10万美元。未来五年，本科生也有机会亲手摸量子比特。

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延伸阅读

引用《量子计算与量子信息》（Nielsen & Chuang）中提醒：“量子比特一旦观测，命运即定。”理解稳定时长，本质是理解时间这把“看不见的筛子”。