我國半導(dǎo)體量子芯片研究獲突破：首次實現(xiàn)三量子比特邏輯門

新華社合肥2月21日電（記者徐海濤）記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團隊近期在半導(dǎo)體量子芯片研制方面再獲新進展，創(chuàng)新性地制備了半導(dǎo)體六量子點芯片，在國際上首次實現(xiàn)了半導(dǎo)體體系中的三量子比特邏輯門操控，為未來研制集成化半導(dǎo)體量子芯片邁出堅實一步。國際應(yīng)用物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論應(yīng)用》日前發(fā)表了該成果。

開發(fā)與現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝兼容的半導(dǎo)體全電控量子芯片，是當(dāng)前量子計算機研制的重要方向之一。郭光燦團隊中的郭國平教授研究組長期致力于半導(dǎo)體量子芯片研發(fā)，近年來曾先后實現(xiàn)半導(dǎo)體單電荷量子比特普適邏輯門、兩電荷量子比特控制非邏輯門等成果。

近期，郭國平與教授肖明、研究員李海歐、曹剛等人合作，通過理論計算分析，創(chuàng)新性地設(shè)計了T型電極開口式六量子點結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得控制比特與目標(biāo)比特有較強的耦合，同時兩個目標(biāo)比特之間的耦合較小，很好地滿足了實現(xiàn)兩個控制比特對目標(biāo)比特受控非門的操控要求。他們利用優(yōu)化設(shè)計的高頻脈沖量子測控電路，成功實現(xiàn)了世界上首個基于半導(dǎo)體量子點體系的三電荷量子比特邏輯門，進一步提升量子計算的效率，為可擴展、可集成化半導(dǎo)體量子芯片的研制奠定了堅實基礎(chǔ)。

《物理評論應(yīng)用》審稿人認為，這項工作是半導(dǎo)體量子點量子計算方向的一個重要進展，詳細、清楚地展示了高水平的實驗技術(shù)，將引起學(xué)界對該領(lǐng)域極高的研究熱情。