我国科学家实现室温固态可编程量子处理器

记者从中国科技大学了解到，中科院微磁共振重点实验室在杜江峰院士的带领下，首次实现了室温大气条件下基于固态自旋系统的可编程量子处理器。研究结果最近发表在《NPJ量子信息》上。

量子计算利用量子叠加可以有效地解决经典计算科学中的许多难题。然而，目前绝大多数量子计算实验都是为运行特定的量子算法而设计的。如果要实现新的量子算法，通常需要重新配置量子计算的硬件。可编程量子计算的概念被提出来解决这个问题。它可以实现各种量子算法，而不需要改变硬件，只需要配置这些量子处理器的一些参数。室温固态系统中的量子比特通常面临噪声，它们的量子相干性很容易被破坏。因此，在室温固态系统中演示可编程量子计算仍然是一个困难的挑战。

该研究小组首次将金刚石中的电子自旋和核自旋作为两个量子比特系统，实现了室温固态自旋可编程量子处理器。研究人员使用绿色激光脉冲来实现量子处理器的初始化和读出功能，并使用一系列高精度微波和射频脉冲序列来实现量子算法。他们设计了一类通用量子电路，将一系列量子算法的执行转换成微波和射频脉冲的相应幅度和相位参数。对于用户来说，只需要有效地配置这一系列参数就可以完成各种量子算法，避免繁琐和昂贵的硬件重新配置。

这项工作显示了可编程量子处理器的灵活性，是在室温下建立固态量子计算的重要一步。