中國科大郭光燦院士團隊實現硅基量子計算自旋量子比特的超快調控

中國科學技術大學郭光燦院士團隊在硅基半導體量子計算研究中取得重要進展。該團隊郭國平教授、李海歐教授等人與南科大量子科學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算有限公司合作，在硅基鍺量子點中實現自旋量子比特操控速率的電場調控，及自旋翻轉速率超1.2 GHz的自旋量子比特超快操控，該速率是國際上半導體量子點體系中已報道最高值。<br />
研究人員發現，利用電偶極自旋共振機制實現自旋比特翻轉，具備較快的操控速率。同時，比特的操控速率與體系內的自旋軌道耦合強度成正相關，因此對體系內自旋軌道耦合強度的有效調控，是實現自旋量子比特高保真度操控重要的物理基礎。其中體系中的電場是調節自旋軌道耦合強度的一項重要手段，以此可以實現電場對自旋量子比特性質的高效調控。<br />
為進一步提升自旋量子比特的性能，研究人員經過實驗探究發現體系內的電場參數對自旋量子比特的操控速率具有明顯的調製作用。通過物理建模和數據分析，研究人員利用電場強度對體系內自旋軌道耦合效應的調製作用，以及量子點中軌道激發態對比特操控速率的貢獻，自洽地解釋了電場對自旋量子比特操控速率調製的實驗結果。並在實驗上進一步測得超1.2 GHz的自旋比特