我科学家发表多能级量子比特操控新方案

记者从中国科学技术大学了解到,该校郭光灿院士团队郭国平教授、李海欧教授和龚明教授等人与同行以及本源量子计算有限公司合作，发现一种新的、实用的多能级调控方案。

量子态的操控和演化在量子计算领域具有重要应用。所有的量子操作，本质上都是这种操控的结果。这一原理被广泛用于原子、超导比特、半导体量子点电荷和自旋比特等系统中，并在这些系统中实现了多种高保真度量子比特门。如果有效能级越简单，则操控越容易，精度越高。

以半导体自旋量子比特系统为例，一个比特系统的理论模型为五能级结构。使用微波驱动这样的五能级系统时，系统中不同的相干过程相互影响，使得整个演化过程难以分析和控制。目前，相关方面的研究大多局限在各种近似条件下，这些限制不利于进一步开发与利用微波驱动进行比特操控。

研究人员认为，新的方案为多能级系统中的量子门操作提供了新的实验思路。这个理论方案可能有重要用途，多能级系统不仅出现在半导体量子点中，也出现在几乎所有其他的物理体系中，包括原子、离子、超导比特等。结构越复杂，集成度越高，能级就可能越复杂。将这些方案做合适改进，同时选择合适的参数，可以在其他动态模型中或者实现一些类似的任意门系统的操控。

研究人员表示，新的方案可能对量子门操控产生重要的价值，并可能促进多比特量子门操控的实现。此外，该团队还计划开发一种更简单的方法，使用一个单独的量子门来控制量子计算机。

（编辑：银川站长网）

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