量子物理学家Mikko Mottonen和他在芬兰阿尔托大学的团队发明了一种可以减少量子计算误差的“量子电路冰箱”，可以消除量子计算中的错误，该研究成果近日发表在科学杂志《自然·通信》，这是量子计算机发展的一个新转折。

图 厘米大小的硅芯片照片，片上有两个并联的超导振荡器和与之相连的量子电路冰箱

使用量子计算机将能够解决开发复杂药物、化肥、人工智能等过程中遇到的各种▅问题，全球在量子计算机领域的竞争已愈发激烈。

与我们今天使用的计算机的①不同之处在于，量子计算机采用量子位替代普通的二进制位（非0即1），而是两个状态的量子位可以♀同时存在。量子位的这种多功能性是复杂计算所必需的，但也使得它们对外部扰动々更加敏感。

与普通处理器一样，量子〗计算机也需要冷却机制。量子计算过程中可能同时运用上千或上百万个逻辑量子位，而为了获取正确的计算结果，每个量子位需在计算开始之前进行复位。如果量子位太热，则其在不同状态之间转ㄨ换会过于频繁，而无法初始化。Mottonen及其团队№正是要解决这一问题。

基于金属-绝缘体-超导体（NIS）隧道结的电子微型冷却器→即使在宏观尺寸下也能很好的冷却电子系统，甚至能够达↑到声子浴的温度。由于NIS冷却方法的偏置电压和输入功率可调谐，所以这些隧道结非常『有利于制造“量子冰箱”。单电荷遂穿已证明能够在量子级联激光器、人造原子激光器等应用中发射和吸收能量，但却没有用于直接冷却工程量子电路。

该团队研□发的纳米级冰箱解决了巨大挑战：有了纳米级冰箱的助力，大多数电子量子器件能够快速ㄨ初始化。电子量子器件也就更强大、更可靠。

团队研究人◣员Kuan Yen Tan利用单个电子穿越一个2nm厚的绝缘体实现对一个类似量子位超导谐振器的冷☆却。试验中，Tan通过外部电压源给电子供能，能量略低于电子直接遂穿所需的能量。因此，电子⌒　将从邻近量子器件获取遂穿所需的能量，量子器件也就失去能量，实现冷却。断开外部电压即可停止冷却。

团队计划冷却真正的〗量子位，降低“冰箱”的最低温度，并实现超快的开/关速度。

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Tan, K. Y. et al. Quantum-circuit refrigerator. Nat. Commun. 8, 15189 doi: 10.1038/ncomms15189 (2017).