这个课题组，时隔9月，发完Nature，再发Nature子刊！
文摘
2024-11-12 18:55
四川
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量子计算是近年来迅速发展的前沿技术，因其在解决经典计算机难以处理的问题（如因式分解、优化问题等）方面展现出巨大的潜力，受到了广泛的关注。与传统的基于比特的计算机不同，量子计算机利用量子比特（qubit）进行并行计算，能够在某些问题上实现指数级的加速。量子计算的核心挑战之一是如何实现大规模、低错误率的量子比特操控。目前，离子阱量子计算被认为是最有前景的物理平台之一，其高保真度的量子操作和长程纠缠门使其在量子计算领域具有重要地位。然而，随着量子比特数量的增加，尤其是在二维离子晶体中，微振动、个别地址困难以及串扰效应等技术难题依然限制了量子计算的可扩展性和门保真度。近日，来自清华大学L.-M. Duan团队取得了重要进展。该团队成功设计并实现了一种新的双量子比特纠缠门序列，克服了二维离子晶体中个别离子控制的挑战。通过使用对称放置的交叉声光调制器（AODs），他们能够精确地驱动拉曼跃迁，并将地址串扰误差控制在0.1%以下。此外，团队还设计了一种交替控制目标离子的门序列，使得该方法能够与任何单离子控制技术兼容，避免了多个光束之间的串扰。进一步的实验结果表明，通过调整激光强度，能够有效补偿离子微振动对量子门性能的影响，从而在不降低门保真度的情况下提高系统的稳定性。这一进展为二维离子晶体中的量子计算提供了新的技术路径，推动了离子阱量子计算的可扩展性。通过在二维晶体中实现高保真度的个别离子操作和双量子比特纠缠门，未来可以在单个量子计算模块中实现数百到数千个量子比特，为大规模量子计算系统的构建奠定了基础。该研究成果展示了量子信息处理领域中的重要突破，并为量子计算的实际应用提供了坚实的技术支撑。
