根据中国科技大学的信息，该校院士郭光灿的团队在研究硅基的半导体自旋量子比特操控方面取得了重要进展，实现了硅基自旋量子比特的超快操纵，自旋翻转速率超过540mhz，为世界最高值。

研究结果于1月11日在线发表在国际知名期刊上《自然·通讯》来吧

硅基半导体自旋量子Jet-Li具有长量子退相干时间、高操纵保真度和与现代半导体技术兼容的高可扩展性，已成为量子计算研究的核心方向之一。

高操纵保真度要求比特具有更长的量子退相干时间和更快的操纵速率。传统的方案是利用电子自旋共振实现自旋比特翻转，比特的控制速度较慢。

研究人员发现，利用电偶极子自旋共振，我们可以实现更快的自旋速率。

一种方案是通过嵌入器件的微磁体结构产生的“人工自旋轨道耦合”实现电偶极子自旋共振，但这会使自旋量子喷流李感受到更强的电荷噪声，为了减少自旋量子喷射力的退相干时间，降低自旋量子喷射力阵列的平均操纵保真度，它阻碍了硅基自旋量子喷射力单元的二维扩展。

另一个有效的方案是利用材料中自然存在的自旋-轨道耦合来操纵自旋量子喷流。

硅基锗量子点中的空穴载流子处于p轨道状态，因此它们具有很强的本征自旋轨道耦合效应和很弱的超精细相互作用。

利用电偶极子自旋共振技术，空穴自旋量子喷射锂只需一个交变电场即可实现全电控制，大大简化了量子喷射锂的制备过程，有利于硅基自旋量子喷射锂单元的二维扩展。

自旋轨道耦合场的方向将影响自旋比特的操纵速率和比特初始化和读取的保真度。因此，测量和确定自旋轨道耦合场的方向是实现高保真自旋量子喷射锂的首要任务。

2021，中国科学技术大学研究小组首次在硅基锗量子线空穴量子点中实现了朗道g因子张量和自旋轨道耦合场方向的测量和调节。

在此基础上,，李海欧等人进一步优化了器件性能，在耦合强度高度可调的双量子点上完成了泡利自旋量子比特的自旋阻断读取，并观测了多能级电偶极子自旋共振谱。

通过调整和选择共振谱中显示的不同自旋翻转模式，实现了自旋翻转速率超过540mhz的自旋量子Jet-Li超快操纵。

通过建模和分析，研究人员发现，超快自旋量子比特操纵率的主要贡献来自系统的强自旋轨道耦合效应（超短自旋轨道耦合长度）。

结果表明,，硅基锗空穴自旋量子比特是实现全电子控制比特量子控制和扩展的重要候选系统，为硅基半导体量子计算的实现奠定了重要的研究基础。

插图：（a）硅基的锗量子线孔双量子点和自旋喷射锂操纵图，（b）自旋喷射锂翻转速率随微波功率的增加而增加，（c）当微波功率为9dbm时，自旋喷射锂操纵速率可达到542mhz

© 本文系原创，著作权归：芦虎导航官网。如需转载，请署名并注明出处：https://www.luhu.co/article/000000000012665.shtml