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(資料圖片僅供參考)

集微網(wǎng)消息，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在硅基半導(dǎo)體量子計(jì)算研究中取得重要進(jìn)展。

該團(tuán)隊(duì)郭國(guó)平教授、李海歐教授等人與南科大量子科學(xué)與工程研究院黃培豪助理研究員、中科院物理研究所張建軍研究員及本源量子計(jì)算有限公司合作，在硅基鍺量子點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)自旋量子比特操控速率的電場(chǎng)調(diào)控，及自旋翻轉(zhuǎn)速率超1.2 GHz的自旋量子比特超快操控，該速率是國(guó)際上半導(dǎo)體量子點(diǎn)體系中已報(bào)道最高值。

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用電偶極自旋共振機(jī)制實(shí)現(xiàn)自旋比特翻轉(zhuǎn)，具備較快的操控速率。同時(shí)，比特的操控速率與體系內(nèi)的自旋軌道耦合強(qiáng)度成正相關(guān)，因此對(duì)體系內(nèi)自旋軌道耦合強(qiáng)度的有效調(diào)控，是實(shí)現(xiàn)自旋量子比特高保真度操控重要的物理基礎(chǔ)。其中體系中的電場(chǎng)是調(diào)節(jié)自旋軌道耦合強(qiáng)度的一項(xiàng)重要手段，以此可以實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)對(duì)自旋量子比特性質(zhì)的高效調(diào)控。

為進(jìn)一步提升自旋量子比特的性能，研究人員經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)體系內(nèi)的電場(chǎng)參數(shù)對(duì)自旋量子比特的操控速率具有明顯的調(diào)制作用。通過(guò)物理建模和數(shù)據(jù)分析，研究人員利用電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)體系內(nèi)自旋軌道耦合效應(yīng)的調(diào)制作用，以及量子點(diǎn)中軌道激發(fā)態(tài)對(duì)比特操控速率的貢獻(xiàn)，自洽地解釋了電場(chǎng)對(duì)自旋量子比特操控速率調(diào)制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步測(cè)得超1.2 GHz的自旋比特超快操控速率，這也刷新課題組之前創(chuàng)造的半導(dǎo)體自旋比特操控速率達(dá)到540MHz的最快紀(jì)錄。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)消息指出，該工作對(duì)提升自旋量子比特的品質(zhì)具有重要的指導(dǎo)意義，研究成果于4月26日在線(xiàn)發(fā)表在《Nano Letters》。該工作得到科技部、國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院以及安徽省的資助；李海歐教授得到中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)仲英青年學(xué)者項(xiàng)目資助。（校對(duì)/姜羽桐）

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