大规模量子计算技术的主要挑战是如何可扩展且高精度地实现量子态的制备与操控

文章作者:管理一号 | 2019-04-19
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来历:我国科学报

近来,我国科学院院士、我国科学技能大学教授潘建伟团队在根据光和超导量子体系羁绊态制备方面取得了两项试验效果:完成了归纳功能最优的量子点确定性羁绊光源和世界上最大规划超导量子比特羁绊态12比特“簇态”的制备。

相关研讨效果以“修改引荐”的方法发表于同一期《物理谈论快报》。

大规划量子核算技能的首要应战是怎么可扩展且高精度地完成量子态的制备与控制。多比特量子羁绊作为量子核算技能的中心目标,一直是世界各研讨团队竞相比赛的焦点。

但是,要完成多个量子比特的羁绊,需求试验的每个环节都坚持极高的技能水平,而且跟着量子比特数目的添加,噪声和串扰等要素带来的过错也随之添加,这对多量子体系的规划、加工和调控带来了巨大的应战。

双光子羁绊是可扩展光量子信息处理的中心资源,其功能的首要衡量目标有羁绊保真度、发生和提取功率以及光子全同性。

潘建伟团队与国家纳米科学中心研讨员戴庆协作,使用自拼装半导体铟镓砷量子点完成了现在归纳功能最优确实定性羁绊光源。

他们经过规划宽带“靶眼”谐振腔,使用双光子脉冲共振激起,初次完成了保真度90%、发生功率59%、提取功率62%、光子不行分辩性90%的羁绊光源。该试验中开展的高品质羁绊光源技能,未来可进一步应用于高功率多光子羁绊试验和远距离量子通讯等方面。

在超导量子核算方面,2018年头Google和IBM别离发布了72和50量子比特的量子芯片,但至今仍未能完好展现量子比特功能和相应的试验成果,这首要是因为规划扩展后量子比特间的串扰给试验带来了巨大应战。

此外,尽管此前报导了根据IBM超导量子云渠道的16比特羁绊,但其并不是真实的多体羁绊,经过测验,至多只能坚持4体的真实羁绊。

因而,能否制备更大规划羁绊态成为衡量超导量子核算体系归纳功能的重要目标。

研讨人员经过规划和加工高品质的12比特一维链超导比特芯片,选用并行逻辑门操作方法防止比特间的串扰,以及热循环操作去除不需求的二能级体系比照特功能的影响,初次制备并验证了12个超导比特的真羁绊,保真度到达70%。

这也是现在固态量子体系中规划最大的多体羁绊态,为下一步完成大规划随机线路采样和可扩展单向量子核算奠定根底。

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