量子科技中心_量科网

要实现实用级量子计算机所需的数千至数百万个可编程量子比特的高保真控制，对控制系统提出了巨大挑战。在主流原子系统中，控制通过光学手段实现：必须将紫外-近红外光束分配到多个空间通道并进行调制以执行量子门操作。虽然光子集成电路（PIC）提供了潜在的可扩展解决方案，但仍需同时具备高速高消光调制、强通道隔离和宽波长兼容性等特性。本研究提出并实验验证了一种通过代工厂制造的PIC平台，成功突破了这些限制。 该平台专为铷-87中性原子量子计算机设计，采用200毫米晶圆工艺制造的8通道PIC器件展现出一系列突破性性能指标：在795纳米单量子比特门波长下，平均消光比达到71.4±1.1分贝，最近邻片上串扰低至-68.0±1.0分贝，自由空间并行光束传输后仍保持-50.8±0.2分贝的优异表现。这种高性能工作状态还延伸至420纳米（双量子比特里德堡门）和1013纳米波长，分别实现42.4分贝（探测器极限）和61.5分贝的消光比。器件具备26±7纳秒的10-90%上升时间，可在微秒级时间尺度完成-60分贝水平的动态切换，脉冲稳定性误差控制在10⁻³量级。 该工作为构建容错量子计算机和其他精密技术所需的大规模光学控制系统，建立了一个可扩展的技术平台。