本源量子助力我國實現矽基半導體自旋量子位元的超快操控

國內半導體量子計算又有新進展！本源量子與中國科學技術大學郭光燦院士團隊郭國平教授、李海歐研究員、中科院物理所張建軍研究員等人和美國、澳大利亞的研究人員共同合作，實現了矽基自旋量子位元的超快操控，其自旋翻轉速率超過540MHz。這也是目前為止，國際上已報道的最高值。研究成果以“Ultrafast coherent control of a hole spin qubit in a germanium quantum dot”為題，於2022年1月11日線上發表在國際知名期刊《自然⋅通訊》上。

國內唯一,開展矽基半導體量子計算工程化的團隊

提到矽基半導體路徑的量子計算，在中國，不得不提的就是本源量子。本源量子除了在低溫超導量子計算領域佈局，也是國內唯一同時開展矽基半導體量子計算工程化的團隊。

眾所周知，本源量子一直致力於超導與矽基半導體兩條相容半導體產線工藝的量子計算晶片的研發，並且從晶片、測控系統到作業系統，應用軟體和雲平臺進行了整機全棧式佈局的量子計算龍頭研發企業。

早在十多年前，郭光燦院士與郭國平教授團隊就已經進入矽基半導體量子計算研究的領域，並收穫了一系列的研究成果。僅2021年，該團隊就取得了眾多進展。如利用微波超導諧振腔實現了對半導體雙量子點的激發能譜測量，利用微波諧振腔探測到了半導體量子點受微波驅動調製的干涉新現象；將機器學習應用於量子計算有效提升了量子晶片的讀取保真度，並大幅度抑制讀取串擾效應。2021年4月，本源量子更是創新性地與晶合科技合作，建立了國內首個量子計算晶片聯合實驗室，引領著矽基半導體這個方向的發展。這些成果將助力本源量子公司構建自主產權的工程化半導體量子計算機。

開拓新領域,實現矽基半導體自旋量子位元的超快操控

再來看一看這一次發表在《自然·通訊》上的科技成果。半導體量子計算是當前國際上熱門並且主流的研究、應用方向，包括大家熟知的英特爾，臺積電等，歐洲和澳大利亞也都在重點部署這一技術路線。該成果中提到的“高操控的保真度”對於全世界的研究人員來說，都是真挑戰。高操控保真度要求量子位元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。該團隊進一步最佳化器件效能，在耦合強度高度可調的雙量子點中完成了自旋量子位元的泡利自旋阻塞讀取，觀測到了多能級的電偶極自旋共振譜。透過調節和選擇不同的自旋翻轉模式，實現了自旋翻轉速率超過 540 MHz 的自旋量子位元超快操控。這也是目前為止，國際上已報道的最高值。研究成果以“Ultrafast coherent control of a hole spin qubit in a germanium quantum dot”為題，於2022年1月11日線上發表在國際知名期刊《自然⋅通訊》上。