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(資料圖片僅供參考)

（記者 陳婉婉）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)教授郭國平、李海歐等人，與南方科技大學(xué)、中科院物理研究所等單位科研人員以及本源量子計算有限公司合作，在硅基鍺量子點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)了自旋量子比特操控速率的電場調(diào)控，以及自旋翻轉(zhuǎn)速率超過1.2GHz的自旋量子比特超快操控，速率達(dá)到國際上半導(dǎo)體量子點(diǎn)體系中已報道的最高值。該研究成果日前在線發(fā)表于《納米快報》。

硅基半導(dǎo)體自旋量子比特是實(shí)現(xiàn)量子計算機(jī)研制的重要候選者之一。高操控保真度要求比特在擁有較長的量子退相干時間的同時具備更快的操控速率。而傳統(tǒng)方案利用電子自旋共振方式實(shí)現(xiàn)自旋比特翻轉(zhuǎn)，這種方式的比特操控速率較慢。

研究人員發(fā)現(xiàn)，利用電偶極自旋共振機(jī)制實(shí)現(xiàn)自旋比特翻轉(zhuǎn)，具備較快的操控速率。比特的操控速率對體系內(nèi)自旋軌道耦合強(qiáng)度的有效調(diào)控，是實(shí)現(xiàn)自旋量子比特高保真度操控重要的物理基礎(chǔ)。

在前期研究基礎(chǔ)上，研究人員經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，體系內(nèi)的電場參數(shù)對自旋量子比特的操控速率具有明顯的調(diào)制作用。通過物理建模和數(shù)據(jù)分析，研究人員利用電場強(qiáng)度對體系內(nèi)自旋軌道耦合效應(yīng)的調(diào)制作用，以及量子點(diǎn)中軌道激發(fā)態(tài)對比特操控速率的貢獻(xiàn)，自洽地解釋了電場對自旋量子比特操控速率調(diào)制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。并在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)一步測得了超過1.2GHz的自旋比特超快操控速率，這也刷新了課題組之前創(chuàng)造的最快記錄。

研究人員認(rèn)為，該工作對研究空穴自旋量子比特操控的物理機(jī)制以及推動硅基半導(dǎo)體量子計算研究具有重要的指導(dǎo)意義。

責(zé)任編輯：王振華