近日，中國(guó)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(guó)平研究組在量子芯片開(kāi)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(guó)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(lái)量子計(jì)算機(jī)的“大腦”。郭國(guó)平研究組多年來(lái)致力于半導(dǎo)體量子芯片的開(kāi)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(zhǎng)相干特性融為一體，實(shí)現(xiàn)“魚(yú)”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。