量子计算又有新突破了！不过这次是走回头路，制造出了世界上第一个机械量子比特，向复古方向突破，未来量子计算机真的会像人类历史上第一台计算机，使用机械开关，主打机械朋克风吗？顶刊《科学》杂志11月14日已发表这篇论文，并专门发布了新闻解读文章。
这什么意思呢？这么说吧，这就像你们都在用微信支付，我突然掏出一个算盘说："等会儿啊，让我算算..."
但你可别小看这个算盘，上世纪诞生的世界上第一台计算机就是机械开关，最终发展成什么样你们都看到了，现在科学家们搞了那么多年超导、离子阱、光量子比特，都还在原地打转，没准儿复古后量子计算机真的会突破呢？就像你爸说你"现在的年轻人就是玩物丧志"，结果你玩游戏真的玩成了电竞高手。
这个机械量子比特来自瑞士苏黎世联邦理工学院朱逸雯（Yiwen Chu）领导的团队，他们的核心突破是在400微米厚的蓝宝石晶体上，制造了一个能产生声波的机械振荡器（使用氮化铝圆顶），这些振动能在晶体中持续数亿次。
然后，他们在另一片蓝宝石上放置了一个带天线的超导量子比特，将两片晶体放在一起。通过精确调节超导量子比特的频率，让它与机械振荡器的频率产生特定的偏移，使两个系统的量子态发生混合。
这种混合打破了机械振荡器原本均匀的能级间距，让它获得了超导量子比特的非线性特性，从而实现了0和1的可控量子态任意组合。
听起来可能很复杂，打个比方你就明白了，这玩意儿其实就是一个特别特别小的鼓，相当于在蓝宝石上贴了块能抖动的膜。然后超导量子比特的天线就像鼓槌，只是它不用移动，而是用振荡电流来敲鼓。由于频率不同略有差异，这就形成了0和1的量子叠加态，可以用来做量子计算了。
只是要做到这些可不容易，一是需要让设备尽量静止不动，二是制造不均匀的能级，此前不少尝试制造机械量子比特的努力都失败了。让机械振荡器尽可能静止，已在2010年冷却到了量子力学所允许的最低能量状态，而这次通过蓝宝石上的复杂结构，苏黎世团队终于实现了不均匀能级的突破，怪不得《科学》杂志要重磅推荐了。
不过科学家们也说了，新的机械量子比特不太可能在短期内击败老牌的，超导、离子阱、光量子比特，虽然它具有更长的退相干时间，但保真度只有60%，而目前最好的量子比特已超过了99%。这就像是考试，60分确实及格了，但在这个"内卷"的量子时代，光及格恐怕不行吧？
由于机械量子比特不会和其他量子比特相互影响，而且对外界力的变化特别敏感，科学家们认为它可能成为一种新型的超灵敏力探测器，包括引力，那么它能不能用来探测引力效应，研究量子引力呢？
当然，这种不相互影响可能也是一个巨大的优势，适合在单位面积上集成更多的量子比特，或许未来真的会像上世纪的晶体管一样，成为通用量子计算机的有力候选？
参考文献：
Yu Yang et al, A mechanical qubit, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr2464
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