新研究發現，即使只是自然環境下非常微量的輻射，都會影響量子電腦的性能。

研究人員表示，量子電腦可能要建在地下，或把量子比特保護在防輻射的環境中。

傳統電腦的基礎信息單位是比特，只有0或1兩個狀態。量子電腦的基本單位是量子比特，除了具有0、1的狀態之外，還有能夠同時具有兩個狀態的量子疊加態。

量子電腦的性能與量子比特維持其量子疊加態的時間長度緊密相關。可是，諸多因素都會干擾量子比特使其發生所謂的「量子退相干效應」，損失量子態，包括磁場和電場的波動、熱能，甚至量子比特之間也會互相形成干擾。

現在最通用的量子比特模型——超導量子比特近年來取得了可觀的發展，其量子態從1999年只能維持一納秒，到今天已經能維持約200微秒。

然而，這份由麻省理工學院和西北太平洋國家實驗室（PNNL）聯合完成的研究發現，很快，量子電腦的性能將遭遇瓶頸。

這份發表在《自然》期刊上的研究稱，自然環境下微量的輻射，包括建築物牆體發出的輻射，或是經過多重過濾抵達地面已經是微乎其微的宇宙射線，都足以對量子電腦造成影響。

這份研究的測量顯示，量子比特可維持不受破壞的最長時限約為4毫秒。如果不採取手段干預，按照目前量子電腦發展的速度，在未來幾年內，科學家就將遭遇性能瓶頸。

這份研究認為要採取辦法屏蔽量子比特不受輻射干擾，或是需要在地下建造量子電腦，或是想辦法設計可承受輻射的量子比特。

主要研究者之一麻省理工學院的奧利弗（William Oliver）說：「研究導致退相干的機制就像剝洋蔥，在過去20年來，我們已經剝了很多層，可是現在發現還有一層，在未來幾年裏會限制我們的發展。這就是環境射線因素。」

合作研究者麻省理工學院的物理學教授福馬吉奧（Joseph Formaggio）說：「宇宙射線很難屏蔽，穿透力很強。可能倒也不必要像中微子實驗那樣建在地下，可能建在地下室就能有效改善量子比特的性能。」

奧利弗說，如果量子電腦要形成一個產業的話，都建在地下恐怕不合適，最好得在地面環境運行，想別的辦法讓量子比特增強抗干擾性能。

另一位研究者維普薩萊寧（Antti Vepsalainen）則表示，這項研究對設計天文學上敏感的超導探測器具有借鑒意義。比如暗物質探測器也需要屏蔽任何外在射線，防止出現信號干擾。◇

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