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中科大研制新型石墨靓仔芯片单元

时间:2019-07-04 05:48 来源:未知 作者:admin 阅读:
  由中国科学手艺大学教授、中国科学院院士郭光灿向导的中科院量子信息重点实验室研制乐成可集成的石墨烯量子芯片单元。该实验室固态量子芯片组教授郭国平与互助者乐成实现了石墨烯量子点量子比特和超导微波腔量子数据总线的耦合,首次测定了石墨烯量子比特的相位相关时间及其奇异的四重周期特征,并首次在国际上实现了两个石墨烯量子比特的长程耦合,为实现集成化量子芯片迈出了主要的一步。


  

  新型柔性半导体质料石墨烯被普遍以为是下一代半导体元器件的主要载体。自旋轨道耦合与净核自旋影响的消除也为石墨烯在量子芯片中的应用提供诱人的远景。然而这种单层碳原子质料载流子的相对论特征和零能隙能带结构也对石墨烯基量子比特的结构提出了高度挑战。另外,适用化量子芯片的高集成特征要求结构的量子比特能与非局域量子数据总线耦合。

  郭国平研究组在2008年提出将超导腔引入半导体量子芯片做量子数据总线的理论方案后,经由近7年的起劲先后攻克了石墨烯全电控单双量子点的制备、石墨烯量子比特的设计结构等系列难关,研发了具有自主知识产权的新型超导微波谐振腔,最终实现了超导微波腔与石墨烯量子比特的复合结构。实验测试讲明该新型超导量子数据总线与石墨烯量子比特的耦合强度到达30兆赫兹,在未来大规模集成的量子芯片架构中将具有主要意义。

  研究组在该石墨烯与超导复合结构上接纳微波探测手艺在国际上首次测定石墨烯量子点比特的相位相关时间,并进一步发现石墨烯量子相关时间和其量子点中载流子的数目有奇特的四重周期特征,为实验探索和验证石墨烯自旋和能谷自由度四重简并带来的基本物理提供了新要领和新机理。

  在深入研究了单个量子比特和超导腔的耦合机理的基础上,研究组把眼光瞄向了量子比专长程耦合这一难题上,并首次在国际上乐成地实现了两个石墨烯量子比特的长程耦合,丈量到了相距60微米(量子点自身巨细的200倍)的两个量子比特之间的量子关联。由于是第一个在量子点系统内里实现基于超导腔的两比专长程耦合,文章在揭晓之后,立刻引起国际偕行普遍关注,被揭晓在Science,PRL等刊物的论文引用并高度评价,以为它对未来实现远距离量子点比特之间的量子纠缠以及最终实现集成化的量子芯片均具有重大意义。
中科大研制新型石墨靓仔芯片单元

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