我国实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控
中国青年报客户端讯（张梦怡 中青报·中青网记者 王海涵 ）中国科学技术大学郭光灿院士团队、郭国平教授、李海欧研究员、中科院物理所张建军研究员等与本源量子科研人员及国外科学家合作，实现硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540MHz。研究成果1月11日在线发表于《自然 通讯》。
半导体量子计算是当前国际热门的研究方向。成果中提到的“高操控的保真度”对研究人员来说是个挑战，这要求量子比特在拥有较长的量子退相干时间的同时，具备更快的操控速率。
研究人员通过调节和选择不同的自旋翻转模式，实现自旋翻转速率超过540 MHz的自旋量子比特超快操控。研究通过建模，揭示了超快自旋量子比特操控速率的主要贡献，研究结果为半导体量子计算研究开拓了一个新的领域。
2021年4月，本源量子团队与晶合科技合作，建立量子计算芯片联合实验室，助力构建自主产权的工程化半导体量子计算机。中科院量子信息重点实验室郭国平教授担任本源量子首席科学家。
10多年前，郭光灿院士与郭国平教授团队就进入硅基半导体量子计算研究领域。2021年，团队取得众多进展，如利用微波超导谐振腔，实现了对半导体双量子点的激发能谱测量、利用微波谐振腔，探测到了半导体量子点受微波驱动调制的干涉新现象等。
来源：中国青年报客户端
硅基半导体自旋量子比特实现超快操控
记者16日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队郭国平教授等与国内外研究者合作，实现了硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540MHz（兆赫），这也是目前国际上已报道的最高值。研究成果日前在线发表在国际期刊《自然·通讯》上。
硅基半导体自旋量子比特以其长量子退相干时间和高操控保真度，以及与现代半导体工艺技术兼容的高可扩展性，成为量子计算研究的核心方向之一。高操控保真度要求比特在拥有较长的量子退相干时间的同时具备更快的操控速率。传统方案利用电子自旋共振方式实现自旋比特翻转，这种方式的比特操控速率较慢。近几年，硅基锗空穴体系中的自旋轨道耦合研究和实现超快自旋量子比特操控成为热点。
由于自旋轨道耦合场的方向会影响自旋比特操控速率及比特初始化与读取的保真度，因此测量并确定自旋轨道耦合场的方向是实现高保真度自旋量子比特的首要任务。研究人员进一步优化器件性能，在耦合强度高度可调的双量子点中完成了自旋量子比特的泡利自旋阻塞读取，观测到了多能级的电偶极自旋共振谱。通过调节和选择共振谱中所展示的不同自旋翻转模式，实现了自旋翻转速率超过540MHz的自旋量子比特超快操控。
研究人员通过建模分析，揭示了超快自旋量子比特操控速率的主要贡献来自该体系的强自旋轨道耦合效应。研究结果表明硅基锗空穴自旋量子比特是实现全电控量子比特操控与扩展的重要候选体系，为实现硅基半导体量子计算奠定了重要研究基础。（记者吴长锋）
来源： 科技日报
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