在开发量子计算机和利用量子信息方面，科学家们需要全面了解构成超导量子比特的材料，这是量子计算机保存信息的核心组件。美国能源部(DOE)费米国家加速器实验室的科学家与Rigetti Computing和美国国家标准与技术研究所(NIST)等合作者合作，使用了一种新技术来识别物理量子比特中可能限制量子信息寿命的杂质。

量子退相干是一种现象，来源于各种因素的噪声会限制量子信息的存储寿命。这种现象对依赖量子信息进行计算的量子计算机的性能产生了不利的影响。当科学家们能成功地构建出受量子退相干源影响较小的量子比特时，量子计算机的力量将被释放，科学家们将拥有一种新工具来执行经典计算机难以解决或不可能解决的计算任务。

Rigetti Computing的量子材料主管Josh Mutus说：“在超导量子比特中，我们一直想知道哪些潜在的材料特性会影响量子计算机的性能。现在，超导量子材料和系统中心(SQMS)的研究人员已经能够使用高精度分析设备来检查Rigetti的设备，以发现我们以前从未探索过的潜在系统缺陷。”

在超导量子比特材料中包含的杂质会导致产生量子退相干，由费米实验室领导的SQMS的科学家在《应用物理快报》期刊上发表的一篇论文中强调了这一点。该团队通过在原子水平上对量子比特进行三维分析，研究人员发现其中包含有氧、氢、碳、氯、氟、钠、镁和钙等元素的杂质。

NIST的量子比特制造专家Anthony McFadden说：“执行这种表征所需的工具不仅专业且非常昂贵，而且还需要经验丰富的科学家来获取和分析数据。在SQMS中心内形成的合作利用了费米实验室和全国各地机构的专业设备和专业知识。”

该出版物的主要作者、SQMS中心的研究助理Akshay Murthy说：“作为该中心的一部分，我们最初的目标是准确识别量子比特样本中的杂质和缺陷。一旦我们获得了这些信息，我们就可以建立对策来去除这些杂质并提高性能。这是我们要进入到下一步所需要的那种信息。”（编译:Qtech）