中国科大实现硅基量子计算自旋量子比特的超快调控

发布时间：2023-05-10 11:22:09 所属栏目：动态来源：

导读：该团队郭国平教授、李海欧教授等人与南科大量子科学与工程研究院黄培豪助理研究员、中科院物理研究所张建军研究员及本源量子计算有限公司合作，在硅基锗量子点中实现自旋量子比特操控速率的电场调控，及自旋翻转速率

该团队郭国平教授、李海欧教授等人与南科大量子科学与工程研究院黄培豪助理研究员、中科院物理研究所张建军研究员及本源量子计算有限公司合作，在硅基锗量子点中实现自旋量子比特操控速率的电场调控，及自旋翻转速率超1.2 GHz的自旋量子比特超快操控，该速率是国际上半导体量子点体系中已报道的最高值。

研究人员发现，利用电偶极自旋共振机制实现自旋比特翻转，具备较快的操控速率。同时，比特的操控速率与体系内的自旋轨道耦合强度成正相关，因此对体系内自旋轨道耦合强度的有效调控，是实现自旋量子比特高保真度操控重要的物理基础。在这一体系内,复用电场是调节自旋量子比特性能的关键手段,其作用是对自旋量子比特性质的有效控制,并为量子场与自旋轨道耦合效应的改善提供依据。

为进一步提升自旋量子比特的性能，通过实验的观察,表明体系中的电场参数与自旋量子比特的操纵率有一定的间隔,在实验的控制中能得到明显的变化。通过物理建模和数据分析，研究人员利用电场强度对体系内自旋轨道耦合效应的调制作用，以及量子点中轨道激发态对比特操控速率的贡献，自洽地解释了电场对自旋量子比特操控速率调制的实验结果。并在实验上进一步测得1.2 GHz的自旋比特超快操控速率，这也刷新课题组之前创造的半导体自旋比特操控速率达到540MHz的最快纪录。

（编辑：汽车网）

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