優秀！中科大郭光燦團隊實現半導體量子芯片比特新測量

半導體系統具有良好的可擴展可集成特性，被認爲是可能實現通用量子計算的體系之一。近年來硅基半導體量子計算取得系列進展，量子比特性能得到大幅提升，單比特和兩比特邏輯門保真度均已達到容錯量子計算閾值，如何進一步擴展比特數量、提高比特讀取保真度成爲該領域的重要議題。

中國科學技術大學郭光燦院士團隊郭國平、曹剛等人與本源量子計算有限公司合作，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。相關研究成果日前發表在國際應用物理知名期刊《應用物理評論》上。

作爲電路量子電動力學耦合系統的應用，超導諧振器在超導-半導體混合結構的高靈敏度測量中發揮了重要作用。

利用高阻抗的鈮鈦氮共振器，研究團隊在砷化鎵雙量子點（DQD）上進行激發態光譜分析。方法是向一個柵極電極施加電壓脈衝，脈衝序列調製DQD的能量失諧，並在零失諧時產生電荷狀態轉換。

受益於共振器出色的靈敏度，研究團隊根據泡利不相容原理區分了能量譜中不同的自旋態轉換，並在實驗中研究了點間隧道率如何改變共振器的反應。實驗結果與基於團隊模型的模擬光譜是一致的。

利用該技術，研究人員表徵了雙量子點系統的能級譜圖，特別是利用信號對不同能級的響應特性，給出了系統的自旋態佔據信息。此次研究利用微波諧振腔對量子比特能級譜和自旋態的高靈敏測量，爲將來實現半導體量子比特的高保真讀出提供了一種有效方法。

參考資料：

https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.044045

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