超导准电荷量子比特

对于常用的transmon量子比特，约瑟夫森结并联了大电容，其低阻抗抑制了相位的波动，从而波函数在电荷空间分散，在相位空间集中，约瑟夫森结可以看作一个非线性电感，电感值随磁通周期性变化。由于电荷和磁通（相位）存在对偶性，transmon的对偶结构也应该存在，对应的参数要求是充电能EC与约瑟夫森能EJ相近且远大于电感能EL。但以往的超导量子线路受限于杂散电容的存在，无法实现小电容，也就意味着充电能EC不够大。

近日，来自美国马里兰大学的研究组通过串联结阵列做大电感，再刻蚀衬底，让部分结阵列和量子比特的小约瑟夫森结悬空，结区位置和衬底接近垂直，如下图所示。该结构最大程度的减小了电容，从而制备出了这种被他们称作blochnium的量子比特。该新型量子比特可以看成一个非线性电容并联大电感的结构，能级间距由准电荷决定，且以2e为周期。

由于大电感的屏蔽效应，该量子比特的准电荷不随外部静电场偏移。这种新型量子比特能谱的前8个能级中的7个都和理论计算相符，其中基态|0>到第一激发态|1>的能级间距对外加磁场不敏感，这和transmon的能级间距对外加电场不敏感是对偶的。其实验测量得到相位退相干时间T₂≈20μs非常接近能量弛豫时间T₁≈10μs的两倍，表明T₂仅受T₁的限制，即磁通噪声的影响可忽略。该新型结构为超高阻抗电路，而非经典超导量子比特的低阻抗，在量子计量学领域有着潜在应用。同时，该结构中的超电感在量子容错逻辑运算和通过Bloch振荡实现量子电流标准等应用中也是研究的热点。

论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2687-9

新型硅基单光子量子光源

在量子通信与量子网络的构建中，单光子源是必要的基础条件之一。目前，研究人员已经能够通过多种系统构造单光子源，但通常这些系统都是一个单独的体系，难以和其它光学系统进行小型化集成，尤其是难以实现片上集成。近年来，硅基光学器件得到了越来越深入的研究，能够将各种光学元件集成到一颗芯片上。近日，来自德国的一个研究小组设计实现了一种新型的硅基单光子量子光源，验证了硅基片上单光子源的可行性，其研究成果发表在了《Optics Express》期刊上。

为了使硅基材料能够产生适合于光纤通信的红外光子，该研究小组对其进行了特殊处理，采用加速器将碳原子选择性注入到硅材料中，从而使硅产生与碳原子有关的色心，即所谓的“G中心”人造原子。当用红色激光照射这种处理后的硅材料时，该人造原子就会发射出1.3微米波长的红外光子，并且每秒钟最高能产生10万个单光子。将这种单光子源与谐振腔结合在一起，还能够进一步增加产生的单光子数量。

该新型单光子源首次验证了硅基片上量子单光子源的可行性，从而有望使单光子源、波导以及探测器等光学元件在一个片上进行集成，实现一个高度相干可扩展的片上量子光学平台，为量子处理器、量子中继器和传感器等的实现提供了一条与当前硅加工技术兼容的途径。

论文信息：

http://dx.doi.org/10.1364/OE.397377

量子公司Seeqc获2240万美元投资推进商用量子计算机研发

近日，成立于2019年的量子计算初创公司Seeqc宣布获得A轮共计2240万美元融资，以进一步推进其商用量子计算机的研发。今年4月，该公司还获得了德国制药巨头默克公司500万美元融资。

Seeqc公司选择研发的量子系统为经典和量子混合架构，以期解决量子计算系统经常面临的效率、稳定性和成本问题。Seeqc公司是从超导电子开发商HYPRES Inc. 拆分出来，公司原先领域就是设计制造超导数字芯片，能够生产商用的复杂多层超导SFQ集成芯片。

信息源：

https://seeqc.com/whats-new/