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中國科大制備出12個超導比特量子糾纏態

來源: 中安在線 編輯:章玲玲 2019-04-19 07:57:21  

記者4月18日從中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉院士團隊最近制備出12個超導比特的量子多體糾纏態,刷新世界紀錄,為下一步實現大規模隨機線路采樣和可擴展單向量子計算奠定基礎。同時,他們還實現了綜合性能最優的量子點確定性糾纏光源。這兩項成果均發表在最新一期著名學術期刊《物理評論快報》上。

大規模量子計算技術的主要挑戰,是如何可擴展和高精度地實現量子態的制備與操控。多比特量子糾纏作為量子計算技術的核心指標,一直是國際各研究團隊競相角逐的焦點。

在超導量子計算方面,雖然2018年初Google和IBM分別發布了72量子比特和50量子比特的量子芯片,但至今仍未能完整展示量子比特性能和相應的實驗結果,主要是規模擴展后量子比特間的串擾給實驗帶來巨大挑戰。

潘建偉團隊通過設計和加工高品質的12比特一維鏈超導比特芯片,并且采用并行邏輯門操作方式避免比特間的串擾,利用熱循環操作去除不需要的二能級系統對于比特性能的影響,首次制備并驗證了12個超導比特的真糾纏,保真度達到70%,這是目前固態量子系統中規模最大的多體糾纏態。

雙光子糾纏是可擴展光量子信息處理的核心資源。潘建偉團隊與國家納米中心戴慶研究員合作,利用自組裝半導體銦鎵砷量子點,實現目前綜合性能最優的確定性糾纏光源。研究人員通過設計寬帶“靶眼”諧振腔,利用雙光子脈沖共振激發,首次實現了保真度90%、產生效率59%、提取效率62%、光子不可分辨性90%的糾纏光源。該實驗中發展的高品質糾纏光源技術,未來可進一步應用于高效率多光子糾纏實驗和遠距離量子通信等方面。(記者 桂運安)

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