記者昨日從中科大獲悉，該校郭光燦院士領導的中科院量子信息重點實驗室郭國平研究組，最近在半導體量子芯片研究方面取得新突破，他們創新性地引入第三個量子點作為控制參數，在保證新型雜化量子比特相干性的前提下，極大地增強了雜化量子比特的可控性。
由于固態系統環境復雜，量子比特的超快操控與長相干往往不可兼得。為了提高半導體量子芯片雜化量子比特的可控性，郭國平研究組將非對稱思想運用到研究中，把原有的雙量子點結構擴展成線性耦合三量子點系統。他們通過理論計算分析發現，當中間量子點與其兩側量子點耦合強度非對稱時，電子在雙量子點中演化的能級結構可以被第三個量子點高效地“間接”調控。
在實驗中，他們首先通過半導體納米加工工藝精確制備出非對稱耦合三量子點結構，再利用電子的原子殼層結構填充原理，巧妙地化解多電子能級結構復雜性這一難題，構造了具有準平行能級的雜化量子比特。在保證比特相干時間的情況下，通過調節第三個量子點的電極電壓，清晰地觀察到比特能級在2～15吉赫范圍內連續可調。
該成果發表在最新一期國際應用物理學頂級期刊《應用物理評論》上，為半導體量子計算提供了一種新的調控思路。
