世界上首个机械量子比特诞生，量子计算迎来“蒸汽朋克”时代！

11 月14日，发表在Science上的一项新研究，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH）的研究团队将量子计算与机械装置巧妙结合，制造出了全球首个机械量子比特。

瑞士联邦理工学院博士生 Yu Yang 是第一作者，研究助理伊戈尔·克拉达里奇（Igor Kladarić ）是共同一作兼共同通讯作者，助理教授 Yiwen Chu 担任共同通讯作者。

作为量子计算机的核心组件，量子比特具有一个独特的特性。它可以同时处于 0、1 或两者的叠加状态。

传统的量子比特大多依赖于超导金属、单个离子、光子等制成的微小电路。理论上一个随机械运动振动的微小部件也可能成为量子比特。

然而，量子不确定性（绝对零度下微小物体也无法永远静止）导致机械振荡器难以静止，“谐波” 能量状态让隔离和控制 0 和 1 两个状态以形成量子比特变得困难。因此，多年来人们一直认为从机械系统制造量子比特是不可能的。

这项新研究的机械量子比特，是由一个机械谐振器和一个超导量子比特组成。通过超导量子比特的控制，研究人员在机械量子比特中实现了 0 和 1 的任意组合。目前这种机械量子比特的保真度仅为 60%，远低于量子比特的最佳保真度（超过 99%），但这仍然是一个重要的技术突破。

研究人员希望通过使用两个机械量子比特来执行简单的逻辑运算，进一步发展这一技术，为量子计算领域带来新的可能性。

科学家们认为，尽管机械量子比特在短期内不太可能进行更成熟的竞争，但其作为对力（如引力）的超敏感探针的潜力仍然值得期待。

让人不禁联想到 20 世纪早期那些采用机械开关的计算机，为量子计算开启了一个充满复古未来感的“蒸汽朋克”新时代。