通常來說，一個(gè)人記憶力越好，他能整合、處理的信息就越多。傳說魚的記憶力只有7秒！這可能是它們沒有統(tǒng)治世界的原因。

在量子計(jì)算中，量子比特所能“記住”的量子狀態(tài)越久，其所能進(jìn)行的計(jì)算次數(shù)也就越多。量子計(jì)算的“記憶力”就可以類比為相干時(shí)間。

什么是相干時(shí)間？

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相干時(shí)間(Coherence Times)是量子比特質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，它代表了量子比特可以維持疊加態(tài)的時(shí)間長度，相干時(shí)間越長，量子計(jì)算機(jī)所完成的計(jì)算就越多。

簡單來說，相干時(shí)間也是量子計(jì)算機(jī)可用于計(jì)算的“工作時(shí)間”。目前，離子阱量子計(jì)算在實(shí)現(xiàn)長相干上有著明顯優(yōu)勢(shì)。

長相干難在哪里？

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多數(shù)量子計(jì)算路線中的量子比特都極易受周遭環(huán)境（溫度、噪聲、甚至是宇宙射線）干擾，想讓他們維持長時(shí)間的疊加和糾纏狀態(tài)，就如同讓一群活潑愛動(dòng)的小貓排列齊整一樣，是一件極具挑戰(zhàn)的事情。

制造出理想的量子比特也極具挑戰(zhàn)，因?yàn)榇嬖谝恍┪锢砩系南拗疲热绮牧系男再|(zhì)和制造工藝會(huì)導(dǎo)致量子比特不完美。這就像一群乖巧的貓中間出現(xiàn)一只活潑的貓，甚至是狗，會(huì)極大的影響相干時(shí)間。

量子計(jì)算中的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)T1和T2

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探討量子計(jì)算的相干時(shí)間時(shí)，我們常會(huì)關(guān)注兩個(gè)參數(shù)：T1時(shí)間和T2時(shí)間（T1 Time and T2 Time）。它們是看待量子比特工作時(shí)間的不同方式。

T1時(shí)間決定了你能在多長時(shí)間內(nèi)區(qū)分量子比特的狀態(tài)1和狀態(tài)0。

當(dāng)一個(gè)量子比特被激發(fā)到高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）時(shí)，類似經(jīng)典比特從0到1。在經(jīng)典比特中，1態(tài)能夠比較容易的維持，但在量子比特中會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)返回到較低能態(tài)。這個(gè)時(shí)間就是能量弛豫時(shí)間。在T1時(shí)間內(nèi)，量子比特會(huì)從高能態(tài)返回到低能態(tài)，即從1變回0。這意味著量子比特會(huì)失去攜帶的信息。

而T2時(shí)間則代表著能夠在疊加態(tài)中保持相位信息的時(shí)間，如果T2時(shí)間較短，比特疊加態(tài)可能會(huì)演化為另一個(gè)疊加態(tài)，甚至不再是疊加態(tài)，從而喪失了攜帶的信息。

簡而言之，T1時(shí)間和T2時(shí)間都是關(guān)于量子比特性能的時(shí)間參數(shù)，它們分別描述了量子比特在能級(jí)和相位上保持穩(wěn)定性的時(shí)間。對(duì)于量子計(jì)算來說，較長的T1和T2時(shí)間是量子計(jì)算追求的目標(biāo)，因?yàn)檫@意味著量子比特可以在較長時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定的狀態(tài)，從而提高計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性。

不同量子計(jì)算體系的相干時(shí)間？

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在不同的量子體系中，人們?yōu)榱颂岣吡孔颖忍氐?記憶力"使用了許多方法，而離子阱體系在相干時(shí)間上有著天然的優(yōu)勢(shì)，并不斷刷新著單量子比特相干時(shí)間的紀(jì)錄。

部分量子計(jì)算路線的相干時(shí)間比較

離子阱量子計(jì)算中的離子通常懸浮在真空中，受到較少的外部環(huán)境擾動(dòng)。相比于其他物理實(shí)現(xiàn)方案，離子阱的真空中離子受到的環(huán)境噪聲較弱，與環(huán)境隔離度較高。而離子本身來源于自然界，不受加工工藝和雜質(zhì)的影響，這也使得離子阱量子計(jì)算能維持較長的相干時(shí)間。

ION I離子阱量子計(jì)算機(jī)的真空腔與阱系統(tǒng)

近期，國儀量子離子阱量子計(jì)算平臺(tái)ION I正式交付國內(nèi)某高校，用戶將基于該平臺(tái)進(jìn)行量子計(jì)算、量子模擬與量子算法等領(lǐng)域的研究。據(jù)公開報(bào)道顯示，該平臺(tái)為國內(nèi)首臺(tái)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化交付的離子阱量子計(jì)算平臺(tái)。

ION I離子阱量子計(jì)算平臺(tái)可操控比特?cái)?shù)目2~12任意可選，單比特門保真度超99.97%，兩比特門保真度超99.7%，相干時(shí)間T2*大于100 ms。該系統(tǒng)可穩(wěn)定囚禁離子數(shù)目超90+，一維離子阱晶體數(shù)目數(shù)小時(shí)不變?cè)?/strong>。多項(xiàng)核心技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際一流水準(zhǔn)。

ION I離子阱量子計(jì)算機(jī)交付