本源量子聯合中科大探索全新半導體量子晶片架構

2020-12-06 騰訊網

近日,本源量子與中科大聯合研究團隊在利用微波諧振腔耦合與擴展半導體量子比特研究中取得新進展。聯合研究團隊在實現兩個半導體量子比特與微波諧振腔強耦合的基礎上,開發新型譜學方法系統表徵了兩量子比特間耦合模式的演化。初步探索了利用片上微波光子耦合多量子比特的半導體量子晶片架構。

該研究成果近期在線發表在國產綜合性旗艦期刊Science Bulletin上。

圖片來源:sciencedirect

半導體量子點由於具有良好的可擴展性、與現代半導體工藝技術兼容的優點,是量子計算的重要候選載體之一。隨著半導體量子計算的不斷發展,近年來半導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到容錯量子計算閾值,如何實現多量子比特的擴展與集成已成為該領域的一個重要研究方向。

利用微波諧振腔中的光子作為媒介實現比特間相互作用被認為是最具潛力的擴展方式之一。相較於阻抗為50 歐姆的傳統微波腔,聯合研究團隊製備了千歐量級的高阻抗SQUID(超導量子幹涉器)陣列諧振腔,大幅提高了半導體量子比特與諧振腔的耦合強度,實現了兩個非近鄰量子比特間的強耦合。

實驗原理與結果。圖片來源:arxiv

在此基礎上,聯合研究團隊進一步發展了新型譜學表徵方法。通過改變兩個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出截然不同的幾何圖案,通過數值分析證明該演化圖譜可以快速、直觀地判斷系統耦合區間,並可推廣到多比特結構及其他腔量子電動力學體系。該方法從一個新的角度對微波腔-量子點雜化系統進行了表徵,有效提高了體系表徵和參數調製的效率,為探索以光子為耦合媒介的多比特系統相互作用提供了新的手段。

本源超導量子晶片夸父 KF C24-100。圖片來源:本源量子

本源量子作為國內量子計算龍頭企業,依託中科大中科院量子信息重點實驗室研究團隊,在量子計算領域有著深厚的技術積累與硬核的研發實力,始終走在中國量子計算產業發展的最前端。在量子晶片、量子測控、量子軟體、量子云等多項關鍵技術領域持續追趕國際頂尖公司,引領國內量子計算產業化發展方向。

本源超導量子計算機--悟源。圖片來源:本源量子

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