内禀品质因数（Q_i）

内禀品质因数，记作 Q_i，是用一个数字来说明量子芯片上的一小块结构有多擅长把微波能量存住、而不让它悄悄漏进周围材料里。想象你推一个孩子荡秋千，然后放手：Q_i 高的秋千会晃很久很久，而 Q_i 低的很快就拖停了，因为摩擦把运动一点点抽走了。在芯片上，这架秋千就是一个微小的片上谐振器，而摩擦就是每一个不完美的表面、氧化层和零散缺陷，它们吸走了本不该吸走的能量。工程师在意它，是因为 Q_i 是他们手里衡量材料和工艺有多耗损的最干净的标尺。

具体来说，Q_i 大致数的是：在能量漏进内部损耗通道、而不是从预定端口出去之前，谐振器的能量大约能撑过多少个振荡周期。测量方法是把一个测试谐振器冷却到接近绝对零度，让一个微波音调扫过它的谐振点，再看那个凹陷有多尖、多深：又高又窄的谐振说明损耗低、Q_i 高，又宽又浅则说明能量正在快速流失。测到的总品质因数会被拆成 Q_i（你想对抗的内禀损耗）和耦合品质因数（描述你刻意接到外界的那条通道），所以诀窍是把 Q_i 从你故意放进去的那一部分里分离出来。Q_i 越高，大致对应着能实现的量子比特相干时间越长，因为抽干谐振器的那些表面氧化物和俘获缺陷，同样会抽干旁边的量子比特。

诚实的一面是：Q_i 并不是材料的某个固定属性，它会随温度、随你往谐振器里驱动了多少光子而变化，甚至每次降温都不一样，因为很多损耗来自一个个原子尺度、会起伏不定的缺陷。最难对付的损耗恰恰出现在真实量子比特实际使用的单光子功率下，那里由表面氧化层中的双能级系统缺陷主导。所以在高驱动功率下报出的破纪录 Q_i，看起来可能远好过它旁边那个量子比特真正感受到的，而追逐 Q_i 是一场持续不断的材料与洁净度之战，而不是已经解决的问题。