科学家首次实时观测单个声子消失，量子计算纠错研究迈出重要一步
2026年09月26日 21:58
IT之家 9 月 26 日消息，斯坦福大学宣布，该校团队首次实时观测到单个“声子”（phonon）消失的量子跃迁过程。相关成果已于当地时间 9 月 17 日发表于《科学》。
与光子的概念类似，“声子”是声音在量子尺度上的最小离散能量单位。宏观世界中，铃声或音叉的振动会逐渐减弱，但在量子世界里，振动能量并非连续衰减，而是以一个个离散台阶突然变化，这种瞬间转换被称为“量子跃迁”。
研究团队由斯坦福大学应用物理学教授 Amir H. Safavi-Naeini 领衔。他表示，能够探测到声子的量子跃迁，有望帮助解决量子计算中的关键问题 —— 识别计算过程中何时发生错误，因为在许多量子计算架构中，量子跃迁本身就代表一次计算误差。
实验核心是一枚微型机械谐振器，其工作原理类似微型音叉。研究人员将其与超导量子比特连接，使量子比特既能存储量子信息，又能作为探测器，在不破坏振动量子态的情况下持续读取谐振器状态。
其中，超导量子比特是一种利用超导电路实现的量子比特，是目前量子计算研究中最主流的技术路线之一。
为了实现实时追踪，团队制造出寿命极长的谐振器。它能够持续振动约 2 毫秒，相当于一把普通尺寸音叉若具备相同比例性能，可持续鸣响数小时。这段异常漫长的振动衰减时间，使研究人员得以连续进行数百次测量。
在持续测量过程中，量子比特能够区分“存在一个声子”和“没有声子”两种状态。随着数据不断积累，研究人员最终捕捉到谐振器从数字“1”跃迁到“0”的瞬间，也就是单个声子消失的全过程。