大约二十年前，从理论上表明，量子计算机可以轻松解决某些对计算要求很高的问题，例如将大数分解为素数或在数据库中进行有效搜索。这些可能性引发了对可扩展量子处理器的物理实现的大量实验努力(这样就有可能增加其量子寄存器的大小)。

研究人员开发出具有前所未有的可重复性的超导通量量子位

超导transmon量子比特如今被认为是这些处理器的重要组成部分。多年来，transmons的保真度(即它们进行无错误计算的能力)不断提高，使IBM、亚马逊和谷歌等科技巨头最近竞相展示量子霸权。

随着处理器变得越来越大(IBM刚刚宣布了一款具有超过400个transmon量子位的处理器)，此类系统的保真度和可扩展性问题变得越来越严格和引人注目。特别是，transmon量子比特是弱非线性对象，这从本质上限制了它们的保真度，并由于频率拥挤问题带来了对可扩展性的担忧。

以色列巴伊兰大学物理系和量子纠缠科学与技术中心(QUEST)的MichaelStern博士及其同事正在尝试基于一种称为超导通量量子比特的不同类型电路构建超导处理器。

通量量子位是一个微米大小的超导回路，其中电流可以顺时针或逆时针流动，或者在两个方向的量子叠加中流动。与transmon量子位相反，这些通量量子位是高度非线性的对象，因此可以在非常短的时间尺度上以高保真度进行操作。

然而，通量量子位的主要缺点是它们特别难以控制和制造。这导致了相当大的不可再现性，并且迄今为止，它们在行业中的使用仅限于量子退火优化过程，例如D-Wave实现的过程。

由Bar-Ilan大学的Stern博士领导的一个小组与墨尔本大学(澳大利亚)的DavidJamieson教授合作，使用一种新颖的制造技术和最先进的设备，成功地克服了一个重大障碍解决这个范例。在刚刚发表在PhysicalReviewApplied上的一篇论文中，斯特恩博士和他的博士。学生TikaiChang揭示了一种控制和制造具有前所未有的长且可重现的相干时间的通量量子位的新方法。

“我们已经记录了这些量子位的控制和可重复性方面的显着改进。这种可重复性使我们能够分析阻碍相干时间的因素并系统地消除它们，”斯特恩博士说。“这项工作为量子混合电路和量子计算领域的许多潜在应用铺平了道路，”他总结道。