科技日报讯(记者张佳欣)据最新一期《天然》杂志报导,澳大利亚草创公司SQC研讨团队根据硅资料和磷原子构建了一种新式量子处理器,在试验中完成了11个量子比特的联通,并坚持了较高的运转保真度。这是现在尖端规划的同类硅基原子量子处理器之一,被认为是量子核算范畴的重要开展。
为推进量子核算机完成真实规划化,如安在添加量子比特数量的一起坚持体系安稳性,一直是量子核算研讨中的要害应战。以往研讨标明,量子比特规划一旦扩展,其彼此衔接和操作的牢靠性往往会下降。
在这项研讨中,团队在同位素纯化的硅-28中准确放置磷原子,将其排列成两个多核自旋寄存器。其间一个寄存器包括4个磷原子,另一个包括5个,每个寄存器内部同享一个电子自旋。两个寄存器之间经过电子交流彼此作用衔接,以此来完成跨寄存器的非局域衔接,总计构成11个彼此相关的量子比特。
团队将这一规划称为“1415渠道”,称号源于硅和磷在元素周期表中的原子序数。研讨团队标明,经过精密调控多组微波频率,对电子自旋和原子核自旋进行操控,能够在不同共振条件下完成对各量子比特的独立操控。
研讨结果为,在量子比特数量添加的情况下,该硅基原子处理器的物理层性能指标坚持安稳。其间,双量子比特门操作的保线%。进一步试验标明,在该11量子比特体系中,各核自旋对均成功完成量子羁绊。在同一寄存器内,贝尔态羁绊保线%;在跨寄存器情况下,羁绊保线%。研讨人员还发现,羁绊态最多可在8个核自旋之间坚持。
该研讨完成了亚纳米级精度制作量子比特及其操控元件,且仅运用磷和硅两种原子。这标明使用原子级精度工程化的硅器材,有望构建牢靠、模块化且可扩展的量子核算体系,为未来量子核算技术的开展奠定了重要根底。