郭光灿院士团队在半导体量子比特耦合与扩展方面取得进展

(来源:合肥高新发布)

记者从中国科学技术大学获悉,郭光灿院士团队郭国平课题组与合作者及本源量子计算公司在利用微波谐振腔耦合与扩展半导体量子比特研究中取得新进展。课题组在实现两个半导体量子比特与微波谐振腔强耦合的基础上,开发新型谱学方法系统表征了两量子比特间耦合模式的演化。该研究成果近期在线发表在综合性旗舰期刊Science Bulletin上。

研究团队通过制备千欧量级的高阻抗SQUID(超导量子干涉器)阵列谐振腔,大幅提高了半导体量子比特与谐振腔的耦合强度,实现了两个非近邻量子比特间的强耦合。并在此基础上,进一步发展了新型谱学表征方法。通过改变两个量子比特的最小工作频率,研究人员观察到比特间耦合图谱呈现出截然不同的几何图案,通过数值分析证明该演化图谱可以快速、直观地判断系统耦合区间,并可推广到多比特结构及其他腔量子电动力学体系。该方法从一个新的角度对微波腔-量子点杂化系统进行了表征,有效提高了体系表征和参数调制的效率,为探索以光子为耦合媒介的多比特系统相互作用提供了新的手段。

两比特通过SQUID阵列腔耦合示意图

量子计算是半导体芯片尺寸突破经典物理极限的必然产物,是后摩尔时代具有标志性的技术。半导体量子点技术由于具有良好的可扩展性、与现代半导体工艺技术兼容的优点,被认为是最有可能实现量子计算的候选者之一。本源量子作为国内量子计算龙头企业,依托中科大中科院量子信息重点实验室研究团队,在量子计算领域有着深厚的技术积累与硬核的研发实力,同时开展超导和半导体两条技术路线研究,始终走在中国量子计算产业发展的最前端。

今年9月,本源量子面向全球用户推出基于国产工程化超导量子计算机——悟源的量子云服务,并预计在明年底推出60比特的悟源超导量子计算机。

未来,量子计算将有望在密码破解、化学分子模拟、金融工程、人工智能等领域发挥重大作用。

(注:中科院量子信息重点实验室郭国平教授、曹刚教授为论文共同通讯作者,王保传副研究员、博士生林霆、李海欧研究员为论文共同第一作者。)

 

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