硅基自旋量子比特操控优化的新方法郭光灿院士团队在硅基自旋量子比特操控研究中取得重要进展。该团队对集成微磁体的硅基量子点进行研究，发现了自旋量子比特操控的各向异性：通过改变外加磁场与硅片晶向的相对方向，可以将自旋量子比特的操控速率、退相干速率和可寻址性进行同时优化。该研究成果发表在《PhysicalReviewApplied》上。硅基自旋量子比特以其超长的量子退相干时间，以及与现代半导体工艺技术兼容的高可扩展性，成为量子计算研究的核心方向之一。研究人员发现，当施加的面内磁场到达某一特定角度时，操控速率可以保持较高的水平而电荷噪声引起的退相干被大大抑制，而量子比特的寻址特性又被维持在一个较高的水平。这一特点说明通过旋转磁场方向，硅基自旋量子比特的操控速率、退相干时间和可寻址性得到同时优化。研究人员同时发现，在旋转磁场的过程中，面内横向磁场梯度起到了不可忽视的作用，这也暗示了旋转磁场方向对研究含有微磁体的自旋轨道耦合——合成自旋轨道耦合的丰富物理内涵具有重要意义。该工作得到了审稿人的高度评价：“能够理解并且预测微磁体器件的最优工作点是非常有用的，这些结果对这个领域来说是非常有价值的贡献”。图.利用磁场的各向异性优化硅基半导体自旋量子比特操控示意图。详细阅读：