中国半导体量子芯片获突破:实现三量子比特逻辑门

郭光灿院士在实验室

记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队近期在半导体量子芯片研制方面再获新进展，创新性地制备了半导体六量子点芯片，在国际上首次实现了半导体体系中的三量子比特逻辑门操控，为未来研制集成化半导体量子芯片迈出坚实一步。国际应用物理学权威期刊《物理评论应用》日前发表了该成果。

开发与现代半导体工艺兼容的半导体全电控量子芯片，是当前量子计算机研制的重要方向之一。郭光灿团队中的郭国平教授研究组长期致力于半导体量子芯片研发，近年来曾先后实现半导体单电荷量子比特普适逻辑门、两电荷量子比特控制非逻辑门等成果。

近期，郭国平与教授肖明、研究员李海欧、曹刚等人合作，通过理论计算分析，创新性地设计了T型电极开口式六量子点结构，该结构使得控制比特与目标比特有较强的耦合，同时两个目标比特之间的耦合较小，很好地满足了实现两个控制比特对目标比特受控非门的操控要求。他们利用优化设计的高频脉冲量子测控电路，成功实现了世界上首个基于半导体量子点体系的三电荷量子比特逻辑门，进一步提升量子计算的效率，为可扩展、可集成化半导体量子芯片的研制奠定了坚实基础。

《物理评论应用》审稿人认为，这项工作是半导体量子点量子计算方向的一个重要进展，详细、清楚地展示了高水平的实验技术，将引起学界对该领域极高的研究热情。