助力半导体量子计算机上线！本源量子又有新突破

近日，本源量子在微波谐振腔-半导体量子芯片耦合研究中取得重要进展。据了解，中科院量子信息重点实验室郭国平、曹刚教授等人领衔，与本源量子合作，利用微波谐振腔探测到了半导体量子点受微波驱动调制的干涉新现象。该项成果将助力本源量子在今年2比特半导体量子计算机的全面上线。这也将是国内第一台拥有自主产权的工程化半导体量子计算机。

在国内量子芯片领域，本源是为数不多紧跟国际脚步，始终坚持自主研发的量子芯片企业。本源目前已推出半导体二比特量子芯片“玄微XWS2-200”。2021年4月2日，本源量子更是携手晶合集成共建安徽省首个量子计算芯片领域联合实验室，将在极低温集成电路领域进行工艺合作开发以及工程流片验证，实现从芯片设计到封装测试全链条开发。联合实验室建设，将对量子计算芯片集成化发展、填补国内制造空白、加快应用落地具有重要推动作用。

本源量子第二代硅基自旋二比特量子芯片玄微 XW S2-200

在此次研究成果中，该团队发现半导体量子点由于具有良好的集成性和扩展性、与传统半导体制造工艺兼容等众多优点，是目前量子计算的重要研究平台之一。而为了实现快速、高保真的量子点比特操控，对受驱量子比特动力学的深入探究至关重要。

近年来，利用微波光子的电路量子力学在半导体量子比特调控和探测方面给出了新途径。郭国平、曹刚等人通过制备千欧量级高阻抗的超导干涉谐振器件（SQUID）阵列作为微波谐振腔与半导体量子点耦合，极大地提高了微波光子与量子比特的耦合强度，并达到强耦合区间。在该强耦合的电路量子力学系统中，进一步深入地研究了在微波周期驱动下的量子比特动力学性质，并利用高灵敏谐振腔读取了系统的演化图谱。

图(a) 半导体量子点-微波谐振腔复合器件的电子显微镜图。图中红色圆圈为通过金属电极束缚的双量子点示意图，右侧量子点上方的电极直接连接到蓝色的SQUID阵列谐振腔上。图(b) 谐振腔探测得到的微波驱动下的量子比特干涉谱。

研究发现，在某些特定驱动频率下，量子比特的本征态布居数将发生显著变化，并与腔光子产生作用，导致微波幅值干涉谱中出现新奇的“月牙”形状孔洞。该实验验证了强驱动动力学的稳态理论，体现了微波谐振腔光子在动力学问题中的重要性。

论文链接：

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.103.205428