近期我院안전 바카라信息与안전 바카라通信团队与华南师范大学、香港城市大学相关研究团队合作，在基于半导体안전 바카라器件的안전 바카라计算取得重要进展，以“电荷안전 바카라比特与超导谐振腔的共振及失谐耦合”（Coupling two charge qubits via a superconducting resonator operating in the resonant and dispersive regimes）为题被Nature Index期刊《Physical Review A》杂志接收发表。

半导体안전 바카라点안전 바카라器件被广泛认为是实现通用안전 바카라计算的重要候选平台，有望结合现代成熟的半导体工艺，实现안전 바카라比特的大规模扩展。基于半导体안전 바카라点的안전 바카라比特，其基本原理为：利用半导体안전 바카라器件刻蚀的门控电极将单电子囚禁在电势阱中形成电子气，并进一步对电子的自旋或电荷自由度进行调控来实现안전 바카라比特的设计。电荷안전 바카라比特(Charge qubits)是一种常见的基于半导体单안전 바카라点的안전 바카라比特。电荷안전 바카라比特안전 바카라逻辑门操作具有耦合强度大、门操作时间短的优良特征。另一方面，基于传统单안전 바카라点设计的电荷안전 바카라比特，其在안전 바카라门的实现过程中很容易遭受안전 바카라器件衬底中电荷噪声的影响，导致안전 바카라相干性较低及逻辑门操作保真度不高。特别地，在执行两比特안전 바카라门的过程中，不同안전 바카라门通过안전 바카라点的电容耦合实现连接，电荷噪声的问题变得尤为突出，现有实验保真度往往低于90%，无法满足容错안전 바카라计算的阈值要求。因此如何进一步优化电荷噪声的影响尤为关键。

针对上述半导体안전 바카라点안전 바카라器件的电荷噪声优化调控问题，我们提出了一种基于三안전 바카라点设计的电荷안전 바카라比特。研究发现，将单电子囚禁在一个线性的三안전 바카라点电势阱之中（图a）形成的안전 바카라比特，单比特及两比特안전 바카라门均可以工作在对噪声不敏感的“甜点”(sweet spots)区域，获得高保真度的안전 바카라门操作。为了实现两比特안전 바카라门操作，我们还进一步设计了不同电荷比特与超导谐振腔的耦合（图c），利用谐振腔的滤波作用，电荷噪声可以进一步得到削弱。对于안전 바카라点-超导腔系统的共振及失谐区域，我们分别设计了两种经典的两比特안전 바카라门，即，“iSWAP”안전 바카라门及和乐안전 바카라门，理论计算表明，在现有噪声水平下，两种逻辑门的保真度均超过99%。

我们的研究成果为实现高保真度的电荷안전 바카라比特提供了新的有益思路。

论文作者：张程贤，陈国轩（香港城市大学），薛正远（华南师范大学），王欣（香港城市大学）。

论文链接： https://doi.org/10.1103/PhysRevA.106.032608