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科技日報記者 吳長鋒
記者13日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊郭國平教授和曹剛教授等人與國外同行以及本源量子計算有限公司合作，從實(shí)驗(yàn)和理論上研究了非色散耦合的受驅(qū)量子點(diǎn)-微波諧振腔雜化系統(tǒng)，發(fā)展并驗(yàn)證了一種可適用于不同耦合強(qiáng)度和多量子比特系統(tǒng)的響應(yīng)理論方法。研究成果作為封面文章發(fā)表在日前出版的國際物理知名期刊《物理評論快報》上。
微波光子與半導(dǎo)體量子比特的強(qiáng)耦合是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，它既是利用微波光子實(shí)現(xiàn)量子比特間長程相干耦合的前提，也是探索豐富的光與物質(zhì)相互作用的鑰匙。在之前的工作中，課題組借助高阻抗超導(dǎo)微波諧振腔，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)-微波諧振腔雜化系統(tǒng)的強(qiáng)耦合。在此基礎(chǔ)上，課題組進(jìn)一步研究了強(qiáng)耦合雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的動力學(xué)現(xiàn)象。
研究中，研究人員制備了高阻抗微波諧振腔與兩個雙量子點(diǎn)集成的復(fù)合器件。通過探測雙量子點(diǎn)-諧振腔雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的微波響應(yīng)信號，發(fā)現(xiàn)由于耦合強(qiáng)度的提升，現(xiàn)有色散讀出理論方法失效。為此，研究人員發(fā)展了一種新的響應(yīng)理論方法，與現(xiàn)有理論將諧振腔的影響當(dāng)作相對獨(dú)立的微擾項不同，新理論將諧振腔視為受驅(qū)系統(tǒng)的一部分。利用該理論，研究人員成功模擬和解釋了實(shí)驗(yàn)信號，并進(jìn)一步研究了耦合兩個雙量子點(diǎn)的雜化系統(tǒng)在周期性驅(qū)動下的情形。
這些實(shí)驗(yàn)和理論研究為理解周期性驅(qū)動下的量子點(diǎn)-諧振腔雜化系統(tǒng)提供了一個新的角度。同時，該研究發(fā)展和驗(yàn)證的理論方法具有很好的普適性和可擴(kuò)展性，不僅適用于不同耦合強(qiáng)度的雜化系統(tǒng)，還可擴(kuò)展到更多比特，同樣可能應(yīng)用于其他物理體系。
（中國科大供圖）
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