近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭國平研究組在量子芯片開發(fā)領(lǐng)域取得一項(xiàng)重要進(jìn)展，首次在砷化鎵半導(dǎo)體量子芯片中成功實(shí)現(xiàn)了量子相干特性好、操控速度快、可控性強(qiáng)的電控新型編碼量子比特。成果發(fā)表在國際權(quán)威物理學(xué)雜志《物理評(píng)論快報(bào)》上。

芯片是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的核心，“量子芯片”則是未來量子計(jì)算機(jī)的“大腦”。郭國平研究組多年來致力于半導(dǎo)體量子芯片的開發(fā)，他們此次利用半導(dǎo)體量子點(diǎn)多電子態(tài)軌道的非對(duì)稱特性，首次在砷化鎵半導(dǎo)體系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)軌道雜化的新型量子比特，巧妙地將電荷量子比特超快特性與自旋量子比特的長相干特性融為一體，實(shí)現(xiàn)“魚”和“熊掌”的兼得。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該新型量子比特在超快操控速度方面與電荷量子比特類似，而其量子相干性方面，卻比一般電荷編碼量子比特提高近十倍。同時(shí)，該新型多電子軌道雜化實(shí)現(xiàn)量子比特編碼和調(diào)控的方式具有很強(qiáng)的通用性，對(duì)探索半導(dǎo)體中極性聲子和壓電效應(yīng)對(duì)量子相干特性的影響提供了新思路。