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12个超导量子比特的真纠缠首次制备并验证

记者4月17日从中国科大了解到,该校潘建伟团队在基于光和超导量子体系纠缠态制备方面取得了两项实验成果:实现了综合性能最优的量子点确定性纠缠光源和国际上最大规模超导量子比特纠缠态12比特“簇态”的制备。这两项成果日前在《物理评论快报》以“编辑推荐”的形式发表。

大规模量子计算技术的主要挑战,是如何可扩展和高精度地实现量子态的制备与操控。多比特量子纠缠作为量子计算技术的核心指标,一直是国际各研究团队竞相角逐的焦点。

双光子纠缠是可扩展光量子信息处理的核心资源,其性能的主要衡量指标有纠缠保真度、产生和提取效率以及光子全同性。科研人员利用自组装半导体铟镓砷量子点实现了目前综合性能最优的确定性纠缠光源,通过设计宽带“靶眼”谐振腔,利用双光子脉冲共振激发,首次实现了保真度90%、产生效率59%,提取效率62%,光子不可分辨性90%的纠缠光源。该实验中发展的高品质纠缠光源技术,未来将可进一步应用于高效率多光子纠缠实验和远距离量子通信等方面。

在超导量子计算方面,能否制备更大规模纠缠态成为衡量超导量子计算系统综合性能的重要指标。潘建伟教授团队首次制备并验证了12个超导比特的真纠缠,保真度达到70%,打破了之前创造的10个超导量子比特纠缠的纪录。这也是目前固态量子系统中规模最大的多体纠缠态,可为下一步实现大规模随机线路采样和可扩展单向量子计算奠定基础。

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科技日报
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