优秀！中科大郭光灿团队实现半导体量子芯片比特新测量

半导体系统具有良好的可扩展可集成特性，被认为是可能实现通用量子计算的体系之一。近年来硅基半导体量子计算取得系列进展，量子比特性能得到大幅提升，单比特和两比特逻辑门保真度均已达到容错量子计算阈值，如何进一步扩展比特数量、提高比特读取保真度成为该领域的重要议题。

中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平、曹刚等人与本源量子计算有限公司合作，利用微波超导谐振腔实现了对半导体双量子点的激发能谱测量。相关研究成果日前发表在国际应用物理知名期刊《应用物理评论》上。

作为电路量子电动力学耦合系统的应用，超导谐振器在超导-半导体混合结构的高灵敏度测量中发挥了重要作用。

利用高阻抗的铌钛氮共振器，研究团队在砷化镓双量子点（DQD）上进行激发态光谱分析。方法是向一个栅极电极施加电压脉冲，脉冲序列调制DQD的能量失谐，并在零失谐时产生电荷状态转换。

受益于共振器出色的灵敏度，研究团队根据泡利不相容原理区分了能量谱中不同的自旋态转换，并在实验中研究了点间隧道率如何改变共振器的反应。实验结果与基于团队模型的模拟光谱是一致的。

利用该技术，研究人员表征了双量子点系统的能级谱图，特别是利用信号对不同能级的响应特性，给出了系统的自旋态占据信息。此次研究利用微波谐振腔对量子比特能级谱和自旋态的高灵敏测量，为将来实现半导体量子比特的高保真读出提供了一种有效方法。

参考资料：

https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.15.044045

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