中国科大制备出12个超导比特量子纠缠态

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记者4月18日从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟院士团队最近制备出12个超导比特的量子多体纠缠态，刷新世界纪录，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。同时，他们还实现了综合性能最优的量子点确定性纠缠光源。这两项成果均发表在最新一期著名学术期刊《物理评论快报》上。

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。

在超导量子计算方面，虽然2018年初Google和IBM分别发布了72量子比特和50量子比特的量子芯片，但至今仍未能完整展示量子比特性能和相应的实验结果，主要是规模扩展后量子比特间的串扰给实验带来巨大挑战。

潘建伟团队通过设计和加工高品质的12比特一维链超导比特芯片，并且采用并行逻辑门操作方式避免比特间的串扰，利用热循环操作去除不需要的二能级系统对于比特性能的影响，首次制备并验证了12个超导比特的真纠缠，保真度达到70%，这是目前固态量子系统中规模最大的多体纠缠态。

双光子纠缠是可扩展光量子信息处理的核心资源。潘建伟团队与国家纳米中心戴庆研究员合作，利用自组装半导体铟镓砷量子点，实现目前综合性能最优的确定性纠缠光源。研究人员通过设计宽带“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。(记者 桂运安)