期刊信息
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:无线电电子学;物理学
期刊热词:
学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
新型量子比特读出方法问世,实现高保真度量子
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】量子计算发展到今天,在某些特定问题上已经初步展示了对经典计算机的量子优越性。下一阶段的重要里程碑是可容错量子计算,其前提是量子逻辑门和量子比特读出等环节的保真度超
量子计算发展到今天,在某些特定问题上已经初步展示了对经典计算机的量子优越性。下一阶段的重要里程碑是可容错量子计算,其前提是量子逻辑门和量子比特读出等环节的保真度超越容错阈值。
据悉,在此前的研究中,中国科大杜江峰团队基于金刚石氮-空位(NV)色心实现了突破容错阈值的高保真度量子逻辑门,保持着室温固态体系量子逻辑门保真度的最高世界纪录。
近日,从中国科大获悉,该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在高保真度量子比特读出方面取得重要进展,提出了不同于传统思路的新型自旋电荷转化方法,将“脆弱”的自旋量子态信息转移到“皮实”的电荷状态上,从而实现更高保真度的量子比特读出。
在日常生活中,我们若是一时看不清纸上的字,只需要多看一眼,即增加测量时间,就能分辨出字形。这里一个看起来很天然的前提是,无论我们盯着读多久,纸上的字都不会被“读坏”;而在微观世界,测量时,量子比特非常脆弱,其状态极易被破坏,严重限制了读出保真度。
为抵抗自旋翻转过程带来的误差以及保证器件产率,中国科大研究团队将不耐读的自旋态替换成皮实、耐读的观测量再做读出,实验结果显示,此新方法将误差压制到了4.6%。
另外,该研究确定性地证明了红外光通过单光子过程电离NV-激发态。同时,研究提供了支持光电离模型的关键实验证据,并且与目前部分第一性原理模型预测截然不同,可以为相关理论提供实验修正参考。
除此之外,新方法可以与光学结构等传统手段兼容,丰富了固态自旋的高保真度读出工具箱,在量子信息处理和量子精密测量方面具有重要应用。进一步提升红外光电离速率,有望突破量子比特读出的容错阈值。结合单电子晶体管读出技术,可实现光电集成化的量子芯片。红外波段对生物组织等样品光损伤更小,该技术可大幅提升量子传感探测效率。
该研究成果于近日在《自然-通讯》上发表。中国科学院微观磁共振重点实验室的特任副研究员张琪、博士研究生郭宇航和博士后研究员季文韬为该文共同第一作者,杜江峰教授和王亚教授为共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和安徽省的资助。
文章来源:《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0326/707.html