近日，本源量子、中國科學技術大學郭光燦院士團隊的郭國平教授和曹剛教授等人與國外同行合作，從實驗和理論上研究了非色散耦合的受驅量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)，發(fā)展并驗證了一種可適用于不同耦合強度和多量子比特系統(tǒng)的響應理論方法。該研究成果作為封面文章發(fā)表在6月9日出版的國際期刊《物理評論快報》上。

微波光子與半導體量子比特的強耦合是當前的研究熱點，它既是利用微波光子實現(xiàn)量子比特間長程相干耦合的前提，也是探索豐富的光與物質相互作用的鑰匙。在之前的工作中，研究人員借助高阻抗超導微波諧振腔，實現(xiàn)了量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)的強耦合。在此基礎上，研究人員進一步研究了強耦合雜化系統(tǒng)在周期性驅動下的動力學現(xiàn)象。

研究人員制備了高阻抗微波諧振腔與兩個雙量子點集成的復合器件。通過探測雙量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)在周期性驅動下的微波響應信號，發(fā)現(xiàn)由于耦合強度的提升，現(xiàn)有色散讀出理論方法失效。為此，研究人員發(fā)展了一種新的響應理論方法，與現(xiàn)有理論將諧振腔的影響當作相對獨立的微擾項不同，新理論將諧振腔視為受驅系統(tǒng)的一部分。利用該理論，研究人員成功模擬和解釋了實驗信號，并進一步研究了耦合兩個雙量子點的雜化系統(tǒng)在周期性驅動下的情形。

圖:（a）光學顯微鏡下的器件結構圖。黃色方框內(nèi)為微波諧振腔，紅色方框內(nèi)為雙量子點，插圖為電子顯微鏡下的雙量子點電極結構圖。（b）單個雙量子點-腔雜化能級示意圖，灰色震蕩曲線代表施加的周期性驅動微波。（c）頻譜測量結果。（d）、（e）分別為兩個雙量子點-腔雜化能級示意圖及頻譜測量結果。

這些實驗和理論研究為理解周期性驅動下的量子點—微波諧振腔雜化系統(tǒng)提供了一個新的角度。同時，該研究發(fā)展和驗證的理論方法具有很好的普適性和可擴展性，不僅適用于不同耦合強度的雜化系統(tǒng)，還可擴展到更多比特，同樣可能應用于其他物理體系。

本源量子是中國第一家量子計算公司，團隊始終堅持攻關超導、半導體兩條技術路線，以推出國產(chǎn)首個工程化超導量子計算機“本源悟源”、國內(nèi)首個量子計算云平臺、國產(chǎn)首臺量子計算機控制系統(tǒng)、量子計算機操作系統(tǒng)本源司南、國產(chǎn)首個量子芯片工業(yè)設計軟件本源坤元等成果。

信息來源：中國科學技術大學官網(wǎng)