自主研发制备,浙江大学发布两款超导量子芯片

2021/12/17 17:59:53 来源:IT之家 作者:远洋 责编:远洋
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IT之家 12 月 17 日消息,据浙江大学微信公众号消息,今天上午,浙江大学在杭州国际科创中心(以下简称科创中心)发布“莫干 1 号”“天目 1 号”超导量子芯片学术成果,成果由科创中心创新工坊首席科学家领衔,这宣告浙江量子科技迈向新发展阶段。

IT之家了解到,量子计算是量子技术应用的一个重要领域。近年来,量子计算机的研制已成为全球科技战略的必争高地,量子芯片研制是量子计算机研究的核心。

量子计算中,最基础的单元是量子比特。与经典比特非 0 即 1 的特性不同,1 个量子比特能同时处于 0 和 1 两个状态,当量子比特数量增多时,对应的状态则呈现指数型爆炸,可以携带更多的信息,是量子加速的关键。超导量子芯片是基于超导约瑟夫森结的电子线路,可以由半导体微纳工艺灵活构造,被认为是量子芯片中最有前途和实用价值的一种。

评价超导量子芯片一般有三个维度:量子比特数量、退相干时间(通俗来讲,即量子比特的寿命)和操控精度。一款实用性强的超导量子芯片,不仅要追求量子比特数目,还要兼顾操纵精度和退相干时间,只有三者都达到一个很好的指标,才能快速而精准地实现量子计算。

本次发布会推出两款基于不同架构的超导量子芯片:“莫干 1 号”和“天目 1 号”。

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“莫干 1 号”是一款专用量子芯片,采用了全连通架构,适用于实现针对特定问题的量子模拟和量子态的精确调控。研究团队利用“莫干 1 号”芯片系统性地研究了量子多体物理中 Stark 多体局域化这一广受关注的话题,从系统对初态的记忆、量子纠缠的空间尺度等多个角度对 Stark 多体局域化进行了全方位的刻画与表征,研究成果已发表于物理学权威期刊《Physical Review Letters》【Phy. Rev. Lett. 127, 240502(2021)】。利用超导量子芯片模拟量子多体系统是一个激动人心的领域,它有别于基于超级计算机的经典数值模拟,是一种全新的研究手段,将极大促进我们对复杂多体系统的研究。团队拥有全连通架构芯片的相关专利技术,未来会在该方向继续发展,服务于更多的学者。

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“天目 1 号”芯片面向通用量子计算,采用了较易扩展的近邻连通架构。为执行相对复杂的量子门电路算法,“天目 1 号”上共集成 36 个具备更长比特寿命的超导量子比特(退相干时间约 50 微秒),实现了高保真度的通用量子门(受控相位门,精度优于 98%)。相比于“莫干 1 号”,“天目 1 号”具备更高的编程灵活度,以执行更多种类的量子算法,可以应用于更多研究领域。近期,团队在提高相干时间方面已经取得进一步突破,未来具备更高性能的“天目”芯片将持续为社会服务。

值得一提的是,目前该研发团队已经拥有从超导量子芯片设计、制备、封装到测控的全栈式研发能力,“莫干 1 号”与“天目 1 号”均为团队自主研发制备。同时,团队还建成了有国际先进水平的集成化量子测控平台,可以实现多种复杂的量子实验。

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关键词:量子芯片量子芯片

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