量子計算被認為是下一代信息技術(shù)的重要方向，但由于量子比特非常脆弱，通常只能在極低溫等特殊條件下才能保持量子特性。近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團隊運用一系列新技術(shù)，首次在室溫大氣條件下實現(xiàn)了基于固態(tài)自旋體系的可編程量子處理器。國際學(xué)術(shù)期刊《npj量子信息》日前發(fā)表了該成果。
近期，杜江峰院士團隊利用金剛石中的電子自旋與核自旋作為兩量子比特體系，首次實現(xiàn)了室溫固態(tài)自旋可編程量子處理器。他們利用綠色激光脈沖實現(xiàn)該量子處理器的初始化和讀出功能，并利用一系列高精度的微波與射頻脈沖序列來執(zhí)行量子算法。設(shè)計了一類普適量子線路，將一系列量子算法的執(zhí)行轉(zhuǎn)化成為相應(yīng)的微波和射頻脈沖的幅度和相位參數(shù)。用戶僅需要對這一系列參數(shù)進行有效配置，就可以完成多種量子算法，避免了煩瑣而且昂貴的硬件重設(shè)。
研究人員在新研制出的這款可編程量子處理器上，成功運行了多種量子算法，成功率超過80%。預(yù)期未來通過提升量子處理器材料性能，將有助于進一步提升算法成功率。該研究展示了可編程量子處理器的靈活性，向構(gòu)筑室溫固態(tài)量子計算邁出了重要一步。
