本報(bào)記者 黃群
《證券日?qǐng)?bào)》記者從本源量子了解到，近日該公司與中科大郭光燦團(tuán)隊(duì)合作，在利用微波諧振腔耦合與擴(kuò)展半導(dǎo)體量子比特研究中取得新進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)半導(dǎo)體量子比特與微波諧振腔強(qiáng)耦合，并初步探索了利用片上微波光子耦合多量子比特的半導(dǎo)體量子芯片架構(gòu)。該研究成果近期在線發(fā)表在國(guó)產(chǎn)綜合性旗艦期刊Science Bulletin上。
量子計(jì)算是半導(dǎo)體芯片尺寸突破經(jīng)典物理極限的必然產(chǎn)物，是后摩爾時(shí)代具有標(biāo)志性的技術(shù)。半導(dǎo)體量子點(diǎn)技術(shù)由于具有良好的可擴(kuò)展性、與現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝技術(shù)兼容的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的重要候選者之一。
據(jù)本源量子介紹，量子計(jì)算難以實(shí)現(xiàn)的原因之一就在于“噪聲”。從量子比特中的熱量或從更深層的量子物理過(guò)程中產(chǎn)生的隨機(jī)波動(dòng)，將可能導(dǎo)致計(jì)算失敗。為了進(jìn)一步推動(dòng)量子計(jì)算研究，研究人員主動(dòng)“適應(yīng)噪聲”，即容錯(cuò)量子計(jì)算。
隨著半導(dǎo)體量子計(jì)算的不斷發(fā)展，近年來(lái)半導(dǎo)體量子比特的性能大幅提升，單比特和兩比特邏輯門操控保真度達(dá)到容錯(cuò)量子計(jì)算閾值（實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算需要錯(cuò)誤率明顯低于閾值（0.1%左右）以及數(shù)量達(dá)到百萬(wàn)以上的量子比特兩個(gè)條件），所以如何實(shí)現(xiàn)多量子比特的擴(kuò)展與集成已成為該領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
利用微波諧振腔中的光子作為媒介實(shí)現(xiàn)比特間相互作用被認(rèn)為是最具潛力的擴(kuò)展方式之一。
為此，本源量子研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)制備千歐量級(jí)的高阻抗SQUID（超導(dǎo)量子干涉器）陣列諧振腔，大幅提高了半導(dǎo)體量子比特與諧振腔的耦合強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)非近鄰量子比特間的強(qiáng)耦合，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展了新型譜學(xué)表征方法。通過(guò)改變兩個(gè)量子比特的最小工作頻率，研究人員觀察到比特間耦合圖譜呈現(xiàn)出截然不同的幾何圖案，通過(guò)數(shù)值分析證明該演化圖譜可以快速、直觀地判斷系統(tǒng)耦合區(qū)間，并可推廣到多比特結(jié)構(gòu)及其他腔量子電動(dòng)力學(xué)體系。
該研究方法從一個(gè)新的角度對(duì)微波腔-量子點(diǎn)雜化系統(tǒng)進(jìn)行了表征，有效提高了體系表征和參數(shù)調(diào)制的效率，也為探索以光子為耦合媒介的多比特系統(tǒng)相互作用提供了新的手段。
本源量子作為國(guó)內(nèi)量子計(jì)算龍頭企業(yè)，依托中科大中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)，在量子計(jì)算領(lǐng)域有著深厚的技術(shù)積累與硬核的研發(fā)實(shí)力，同時(shí)開展超導(dǎo)和半導(dǎo)體兩條技術(shù)路線研究，始終走在中國(guó)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最前端。
今年9月，本源量子面向全球用戶推出基于國(guó)產(chǎn)工程化超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)——悟源的量子云服務(wù)，并預(yù)計(jì)在2021年底推出60比特的悟源超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。
未來(lái)，量子計(jì)算將有望在密碼破解、化學(xué)分子模擬、金融工程、人工智能等領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。
（編輯 張偉）
聯(lián)系客服
