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南京大学于扬团队与协作者在超导量子芯片高保真度双量子门操控上获得新停顿

时候:2021-01-08阅读:1

南京大学物理学院于扬团队和南边科技大学俞大鹏院士团队通力协作,提出新的超导量子芯片打算,能够晋升量子比特的量子相关性,进步两量子比特逻辑门的保真度。

超导量子芯片是完成量子计较最有但愿的打算之一,谷歌在2019年9月操纵53比特的超导量子芯片完成了超出最快典范计较机的方针。可是,要完成适用化量子计较,量子操控的精度还须要大幅度进步。量子计较普通须要单比特逻辑门和当令的两比特逻辑门来完成,今朝单比特逻辑门保真度能够到达99.95%以上,首要遭到退相关时候限定,但两比特逻辑门保真度只能到达99.5%,首要受耦合情势、节制线路影响。进步两比特逻辑门精度的难点在于量子计较须要当令的两比特逻辑操纵,偶然须要耦合,偶然须要退耦停止单比特操纵,是以须要一个开关比很高的高速开关。于扬团队提出把超导量子比特特点频次牢固并且略微有0.5GHz的失谐量,再操纵一个频次远高于超导比特的可调的谐振腔把两个比特耦合起来,调理谐振腔,能够完成三个数目级以上的开关比,并且疾速调谐振腔不会影响量子比特。另外,因为量子比特频次牢固,极大地进步了量子比特的退相关时候,也是的量子比特的标定大幅度简化,因此有但愿成为此后超导量子芯片设想的趋向。南边科大俞大鹏院士团队的燕飞、徐源、李剑、刘松等用已有的芯片停止了尝试考证,发明两比特保真度在30纳秒速率下能够到达99.5%,该保真度首要是受退相关限定,若是退相关时候能到达国际均匀程度,保真度能够到达99.8%以上。

图一、两个量子比特经由过程耦合器完成可控耦合,调理耦合器能够获得三个数目级的开关比

图二、两比特CZ逻辑门保真度到达99.5%。

该研讨功效克日以"A high-fidelity, high-scalability two-qubit gate scheme for superconducting qubits"为题,颁发在《Physical Review Letters》上 [PHYSICAL REVIEW LETTERS 125, 240503 (2020)]。南京大学物理学院硕士生储继为论文配合第一作者,谭重生副传授为配合通信作者。该项课题的研讨获得国度重点研发打算、国度天然迷信基金委员会、广东省重点范畴研发打算撑持。

 

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