高保真两比特量子门在量子信息处理,特别是容错量子计算中起着至关重要的作用。然而,量子比特会不可避免地与环境发生相互作用,这极大地降低了逻辑门的保真度,对于固态量子系统更是如此。经过几十年的努力,超导、离子阱、固态缺陷和量子点等量子系统,已经实现了保真度超过容错阈值(约99%)的两比特门。然而,可实用的大规模量子计算要求门保真度至少达到99.9%,此前仅离子阱体系实现了保真度约为99.9%的两比特门。固态体系由于受到更为嘈杂的固态环境的干扰,实现超过99.9%保真度的两比特门是一项艰巨的挑战。
研究人员认为,该工作的方法是通用的,可进一步推广至其他固态体系,如硅量子点、金刚石和碳化硅中的其他缺陷、稀土掺杂系统等。
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《光明日报》( 2023年02月06日08版)