本報訊 記者4月18日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校潘建偉院士團(tuán)隊最近制備出12個超導(dǎo)比特的量子多體糾纏態(tài)，刷新世界紀(jì)錄，為下一步實現(xiàn)大規(guī)模隨機(jī)線路采樣和可擴(kuò)展單向量子計算奠定基礎(chǔ)。同時，他們還實現(xiàn)了綜合性能最優(yōu)的量子點確定性糾纏光源。這兩項成果均發(fā)表在最新一期著名學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。

大規(guī)模量子計算技術(shù)的主要挑戰(zhàn)，是如何可擴(kuò)展和高精度地實現(xiàn)量子態(tài)的制備與操控。多比特量子糾纏作為量子計算技術(shù)的核心指標(biāo)，一直是國際各研究團(tuán)隊競相角逐的焦點。

在超導(dǎo)量子計算方面，雖然2018年初Google和IBM分別發(fā)布了72量子比特和50量子比特的量子芯片，但至今仍未能完整展示量子比特性能和相應(yīng)的實驗結(jié)果，主要是規(guī)模擴(kuò)展后量子比特間的串?dāng)_給實驗帶來巨大挑戰(zhàn)。 潘建偉團(tuán)隊通過設(shè)計和加工高品質(zhì)的12比特一維鏈超導(dǎo)比特芯片，并且采用并行邏輯門操作方式避免比特間的串?dāng)_，利用熱循環(huán)操作去除不需要的二能級系統(tǒng)對于比特性能的影響，首次制備并驗證了12個超導(dǎo)比特的真糾纏，保真度達(dá)到70%，這是目前固態(tài)量子系統(tǒng)中規(guī)模最大的多體糾纏態(tài)。

雙光子糾纏是可擴(kuò)展光量子信息處理的核心資源。潘建偉團(tuán)隊與國家納米中心戴慶研究員合作，利用自組裝半導(dǎo)體銦鎵砷量子點，實現(xiàn)目前綜合性能最優(yōu)的確定性糾纏光源。研究人員通過設(shè)計寬帶“靶眼”諧振腔，利用雙光子脈沖共振激發(fā)，首次實現(xiàn)了保真度90%、產(chǎn)生效率59%、提取效率62%、光子不可分辨性90%的糾纏光源。該實驗中發(fā)展的高品質(zhì)糾纏光源技術(shù)，未來可進(jìn)一步應(yīng)用于高效率多光子糾纏實驗和遠(yuǎn)距離量子通信等方面。（記者 桂運(yùn)安）