在硅自旋量子比特阵列上运行六量子比特量子电路

将单个电子自旋状态编码为量子比特的简易性,及其与行业标准微芯片集成的潜力,持续推动着半导体量子计算领域的发展。然而历经数十年进展后,这些平台在验证通用逻辑方面仍停滞于满足DiVincenzo准则的基础原理演示阶段。以硅基量子点为例,尽管现有器件已具备更多量子位,三量子位算法仍是目前实现的最高复杂度。本研究工作中,该团队充分发挥自旋量子比特阵列性能,实现了基于半导体量子技术的六量子位电路——目前该领域最大规模量子电路。通过编程控制量子处理器,研究人员在三、四、五及六相邻量子位的所有排列组合上执行量子电路操作,成功演示了全阵列入可编程多量子位协同运算。结果表明:尽管单个单元性能优异,但在组合成量子电路时误差会快速累积。该工作揭示了必须通过并行操作缩短闲置时间、延长退相干时间,并持续优化态制备与测量保真度的重要性。

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