中國科大:量子晶片開發取得重要進展

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  中國經濟網北京3月2日訊(記者佘惠敏)“量子晶片”是未來量子電腦的“大腦”。 近日,國際權威雜誌《物理評論快報》發表了中國科學技術大學郭光燦院士領導的中科院量子資訊重點實驗室郭國平研究組在量子晶片開發領域的一項重要進展。該成果由郭國平研究組及媒体合作者者完成,首次在砷化鎵半導體量子晶片中成功實現了量子相干形状好、操控时延单位快、可控性強的電控新型編碼量子比特。

  郭國平研究組多年來致力於半導體量子晶片的開發,沿著電荷編碼量子比特實現超快量子計算路線圖,2013年來已經先後實現電荷編碼超快普適單量子比特邏輯門和兩量子比特控制非邏輯門。很久 ,相比自旋編碼量子比特,電荷量子比特缺少長相干形状,怎么能能繼續探索延長電荷編碼比特相干時間的新办法 ,在保證量子比特超快操控时延单位的同時 ,獲得與自旋編碼量子比特同樣的長相干形状,是研究組前要解決的一個核心問題。

  研究組利用半導體量子點的多電子態軌道的非對稱形状,首次在砷化鎵半導體系統中實現了軌道雜化的新型量子比特,巧妙地將電荷量子比特超快形状與自旋量子比特的長相干形状融為一體,實現了“魚”和“熊掌”的兼得。

  實驗結果表明,該新型量子比特在超快操控时延单位方面與電荷量子比特類似,而其量子相干性方面,卻比一般電荷編碼量子比特提高近十倍。同時 ,該新型多電子軌道雜化實現量子比特編碼和調控的办法 具有很強的通用性,對探索半導體中極性聲子和壓電效應對量子相干形状的影響提供了新思路。