記者昨日從中科大獲悉，該校郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭國(guó)平研究組，最近在半導(dǎo)體量子芯片研究方面取得新突破，他們創(chuàng)新性地引入第三個(gè)量子點(diǎn)作為控制參數(shù)，在保證新型雜化量子比特相干性的前提下，極大地增強(qiáng)了雜化量子比特的可控性。

 

　　由于固態(tài)系統(tǒng)環(huán)境復(fù)雜，量子比特的超快操控與長(zhǎng)相干往往不可兼得。為了提高半導(dǎo)體量子芯片雜化量子比特的可控性，郭國(guó)平研究組將非對(duì)稱思想運(yùn)用到研究中，把原有的雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)擴(kuò)展成線性耦合三量子點(diǎn)系統(tǒng)。他們通過理論計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)中間量子點(diǎn)與其兩側(cè)量子點(diǎn)耦合強(qiáng)度非對(duì)稱時(shí)，電子在雙量子點(diǎn)中演化的能級(jí)結(jié)構(gòu)可以被第三個(gè)量子點(diǎn)高效地“間接”調(diào)控。

 

　　在實(shí)驗(yàn)中，他們首先通過半導(dǎo)體納米加工工藝精確制備出非對(duì)稱耦合三量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)，再利用電子的原子殼層結(jié)構(gòu)填充原理，巧妙地化解多電子能級(jí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性這一難題，構(gòu)造了具有準(zhǔn)平行能級(jí)的雜化量子比特。在保證比特相干時(shí)間的情況下，通過調(diào)節(jié)第三個(gè)量子點(diǎn)的電極電壓，清晰地觀察到比特能級(jí)在2～15吉赫范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

 

　　該成果發(fā)表在最新一期國(guó)際應(yīng)用物理學(xué)頂級(jí)期刊《應(yīng)用物理評(píng)論》上，為半導(dǎo)體量子計(jì)算提供了一種新的調(diào)控思路。