我國(guó)學(xué)者實(shí)現(xiàn)室溫下固態(tài)可編程的量子處理器

量子計(jì)算被認(rèn)為是下一代信息技術(shù)的重要方向，但由于量子比特非常脆弱，通常只能在極低溫等特殊條件下才能保持量子特性。近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團(tuán)隊(duì)運(yùn)用一系列新技術(shù)，首次在室溫大氣條件下實(shí)現(xiàn)了基于固態(tài)自旋體系的可編程量子處理器。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《npj量子信息》日前發(fā)表了該成果。

近期，杜江峰院士團(tuán)隊(duì)利用金剛石中的電子自旋與核自旋作為兩量子比特體系，首次實(shí)現(xiàn)了室溫固態(tài)自旋可編程量子處理器。他們利用綠色激光脈沖實(shí)現(xiàn)該量子處理器的初始化和讀出功能，并利用一系列高精度的微波與射頻脈沖序列來(lái)執(zhí)行量子算法。設(shè)計(jì)了一類普適量子線·，將一系列量子算法的執(zhí)行轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的微波和射頻脈沖的幅度和相λ參數(shù)。用戶僅需要對(duì)這一系列參數(shù)進(jìn)行有效配置，就可以完成多種量子算法，避免了煩瑣而且昂貴的硬件重設(shè)。

研究人員在新研制出的這款可編程量子處理器上，成功運(yùn)行了多種量子算法，成功率超過(guò)80%。預(yù)期δ來(lái)通過(guò)提升量子處理器材料性能，將有助于進(jìn)一步提升算法成功率。該研究展示了可編程量子處理器的靈活性，向構(gòu)筑室溫固態(tài)量子計(jì)算邁出了重要一步。