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硅基半导体自旋量子位实现超快控制

发布于：2024-06-06 编辑：匿名来源：网络

科技日报5月7日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队的郭国平教授、李海鸥教授等人与国内同行及本源量子计算有限公司合作，实现了硅基锗量子点中自旋量子位控制速率的电场控制，以及自旋量子位超快控制，自旋翻转速率超过1.2GHz。

这一速度是国际半导体量子点系统中最快的。

报道的最高值对于提高自旋量子位的质量具有重要的指导意义。

该研究成果近日在线发表在国际期刊《纳米通信》上。

硅基半导体自旋量子位因其具有长量子退相干时间和高控制保真度，以及高可扩展性和与现代半导体工艺技术的兼容性，成为量子计算机发展的重要候选者之一。

硅基半导体自旋量子位实现超快控制

高控制保真度要求比特具有较长的量子退相干时间和较快的控制速率。

传统的解决方案使用电子自旋共振来实现自旋位翻转，其位操作速率较慢。

研究人员发现，利用电偶极子自旋共振机制实现自旋位翻转具有更快的操控速度。

同时，系统中的比特操纵率与自旋轨道耦合强度之间存在正相关关系。

因此，有效控制系统中自旋轨道耦合强度是实现自旋量子位高保真操控的重要物理基础。

系统中的电场是调节自旋轨道耦合强度的重要手段，使电场能够有效控制自旋量子比特的性质。

在前期工作的基础上，为了进一步提高自旋量子位的性能，研究人员通过实验发现系统中的电场参数对自旋量子位的控制速率具有显着的调制作用。

通过物理建模和数据分析，研究人员利用电场强度对系统中自旋轨道耦合效应的调制作用以及量子点中轨道激发态对比特操纵率的贡献来自洽地解释电场对自旋量子位的影响。

操纵速率调制的实验结果。

实验中进一步测得超过1.2GHz的超快自旋位操纵速率，这也打破了研究团队此前创下的最快MHz半导体自旋位操纵速率的记录。

苏州会议 ACT International将于今年5月在苏州举办主题为“半导体先进技术创新发展与机遇大会”的会议。

会议包括半导体制造与封装、化合物半导体先进技术与应用两个主题。

两场论坛以“CHIP中国研讨会”和“化合物半导体先进技术与应用大会”的形式同时举行。

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