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物理系本科生有關超導量子計算的畢業設計成果發表在Nature Communications上

編輯:phydpy 時間:2014年01月27日 訪問次數:3817

    最近,物理系2013屆本科畢業生鐘有鵬同學的畢業設計成果刊登在國際期刊Nature Communications
    鐘有鵬同學于20129月加入物理系新成立的超導量子器件小組,大四期間一邊完成課業,一邊開展超導量子計算的實驗研究,取得了豐碩的研究成果。其大四期間就以第二作者身份在國際期刊Applied Physics Letters上發表論文。而他大四期間的另一項重要研究成果,近期被國際期刊Nature Communications收錄,他本人是第一作者。在這項工作中,鐘有鵬同學和其合作者將一個有三個人工原子的超導量子芯片降溫到接近絕對零度的超低溫下,使用精密微波信號調控,采用量子弱測量和反坍塌技術,成功的將量子芯片的有效能量弛豫時間延長三倍。這一工作使得量子信息能在芯片上更好的保存,存儲時間甚至可以超越器件的物理極限,從而為量子計算服務。這是世界上首次在量子信息處理中實現對本征能量弛豫造成誤差的抑制。鐘有鵬同學的這兩項研究成果都收錄在他的本科畢業設計中,也入選了“浙江大學2013屆百篇特優本科畢業設計”。畢業后鐘有鵬同學放棄了出國留學的機會,選擇留在超導量子器件小組繼續深造,攻讀博士學位。
 
       退相干一直是制約超導量子芯片發展的一個重要問題。如何在給定器件物理特性的前提下利用量子算法來提高器件的有效相干性能是一個重要研究方向。量子測量會引起量子態的坍塌,從而被認為是會破壞原來的量子態。但是近來的研究表明,量子弱測量并配合其反轉操作,可以實現量子反坍塌,這種技術甚至可以抑制退相干對量子態的影響。浙江大學物理系王浩華教授領導的超導量子器件小組和國外合作者利用兩個輔助物理比特實現對儲存于目標物理比特中的量子信息的量子弱測量和反坍塌技術。重要的是這項技術可以成功實現對能量弛豫誤差的抑制,從而延長器件的有效能量弛豫時間,達到物理極限的三倍。這一技術的應用將推動小規模集成芯片上量子信息處理的發展,是利用量子門操作來延長器件物理極限的又一個成功范例。該成果是與美國加州大學圣塔芭芭拉分校的Martinis和Cleland教授以及加州大學河濱分校的Korotkov教授合作完成,工作得到了國家重大亚洲阿v 欧美阿v計劃,國家自然科學基金,和浙江省自然科學基金的資助。