PRL封面！本源量子與中科大團隊合作在半導(dǎo)體量子計算方向獲新進展

近日，本源量子、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團隊的郭國平教授和曹剛教授等人與國外同行合作，從實驗和理論上研究了非色散耦合的受驅(qū)量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)，發(fā)展并驗證了一種可適用于不同耦合強度和多量子比特系統(tǒng)的響應(yīng)理論方法。該研究成果作為封面文章發(fā)表在6月9日出版的國際期刊《物理評論快報》上。

微波光子與半導(dǎo)體量子比特的強耦合是當(dāng)前的研究熱點，它既是利用微波光子實現(xiàn)量子比特間長程相干耦合的前提，也是探索豐富的光與物質(zhì)相互作用的鑰匙。在之前的工作中，研究人員借助高阻抗超導(dǎo)微波諧振腔，實現(xiàn)了量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)的強耦合。在此基礎(chǔ)上，研究人員進一步研究了強耦合雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的動力學(xué)現(xiàn)象。

研究人員制備了高阻抗微波諧振腔與兩個雙量子點集成的復(fù)合器件。通過探測雙量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的微波響應(yīng)信號，發(fā)現(xiàn)由于耦合強度的提升，現(xiàn)有色散讀出理論方法失效。為此，研究人員發(fā)展了一種新的響應(yīng)理論方法，與現(xiàn)有理論將諧振腔的影響當(dāng)作相對獨立的微擾項不同，新理論將諧振腔視為受驅(qū)系統(tǒng)的一部分。利用該理論，研究人員成功模擬和解釋了實驗信號，并進一步研究了耦合兩個雙量子點的雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的情形。

圖:（a）光學(xué)顯微鏡下的器件結(jié)構(gòu)圖。黃色方框內(nèi)為微波諧振腔，紅色方框內(nèi)為雙量子點，插圖為電子顯微鏡下的雙量子點電極結(jié)構(gòu)圖。（b）單個雙量子點-腔雜化能級示意圖，灰色震蕩曲線代表施加的周期性驅(qū)動微波。（c）頻譜測量結(jié)果。（d）、（e）分別為兩個雙量子點-腔雜化能級示意圖及頻譜測量結(jié)果。

這些實驗和理論研究為理解周期性驅(qū)動下的量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)提供了一個新的角度。同時，該研究發(fā)展和驗證的理論方法具有很好的普適性和可擴展性，不僅適用于不同耦合強度的雜化系統(tǒng)，還可擴展到更多比特，同樣可能應(yīng)用于其他物理體系。

本源量子是中國第一家量子計算公司，團隊始終堅持攻關(guān)超導(dǎo)、半導(dǎo)體兩條技術(shù)路線，以推出國產(chǎn)首個工程化超導(dǎo)量子計算機“本源悟源”、國內(nèi)首個量子計算云平臺、國產(chǎn)首臺量子計算機控制系統(tǒng)、量子計算機操作系統(tǒng)本源司南、國產(chǎn)首個量子芯片工業(yè)設(shè)計軟件本源坤元等成果。

信息來源：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)