量子科技中心_量科网

基于光学活性固态自旋的量子网络能够推动量子技术发展，包括长距离量子通信和分布式量子计算。包含多个高保真度量子比特的网络节点有助于实现大规模容错操作。然而，多量子比特寄存器至今仍难以满足严苛的误差阈值。本研究在基于金刚石中与氮空位（NV）中心耦合的核自旋构成的7量子比特寄存器中，实现了高保真度的两量子比特门。作者分析了高度连接自旋系统中的串扰现象，开发了一套高效的优化流程，并利用门层析成像技术对量子门进行了表征。两量子比特门的保真度（最高：99.61(5)%，平均：99.18(2)%）表明，该多量子比特寄存器已达到分布式量子计算的阈值。最后，作为应用示例，该团队对H₂和LiH分子的基态能量进行了变分量子本征求解器（VQE）模拟。这些结果展示了基于固态自旋的可扩展量子网络的关键先决条件之一。