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中科院重庆研究院在自旋量子相干调控研究方面取得进展 |
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近日，明升中国app院重庆绿色智能技术研究院量子信息技术研究中心与北京计算app研究中心合作在自旋量子相干调控研究方面取得进展，相关研究成果以Robust quantum state transfer inspired by Dzyaloshinskii-Moriya interactions 为题在期刊《物理评论A》（Physical Review A）上发表。
量子自旋是实现量子信息处理的重要物理体系，自旋的本征特性使其成为构建量子比特的最佳候选者。由于自旋系统具有退相干时间长、可扩展性强等优势，其在实现量子信息处理方面表现出许多优越性。但是由于受外部环境因素制约，如何有效调控自旋量子态是目前急需解决的难题。一般而言，多个自旋量子态相干调控可通过自旋交换作用来实现，也就是π脉冲技术，该技术的缺点是需要精确控制交换相互作用，来自环境的微弱扰动，将严重破坏量子相干调控的保真度。基于该项技术，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（产生于自旋轨道相互作用）被认为是不利于量子相干调控的因素。然而，量子信息中心的助理研究员石轩和研究员赵洪泉在研究中发现，当Dzyaloshinskii-Moriya相互作用满足一定条件时，不仅不会破坏自旋量子态的相干调控，还能大大提高量子相干调控的保真度。
该研究工作将改善量子信息处理中量子逻辑门的有效操作，减少操作过程中产生的误差，并且提高量子逻辑门的抗噪能力。（来源：明升中国app院重庆绿色智能技术研究院）
自旋量子态调控保真度对比图：(a)自旋相互作用，(b)量子系统演化路径，(c)只考虑交换相互作用，调控保真度变化，(d)交换相互作用和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用协同作用下保真度变化
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