中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)與美國、澳大利亞研究人員及本源量子共同合作，實(shí)現(xiàn)硅基自旋量子比特的超快操控，自旋翻轉(zhuǎn)速率超過 540MHz，這是目前國際上已報(bào)道的最高值。目前該成果的相關(guān)研究論文已發(fā)表在 1 月 11 日的《自然》期刊上。

論文指出，自旋軌道耦合場(chǎng)的方向會(huì)影響自旋比特操控速率及比特初始化與讀取的保真度，運(yùn)行速度和相干時(shí)間是衡量一個(gè)量子比特可行性的兩個(gè)核心指標(biāo)。強(qiáng)自旋軌道相互作用（SOI）和相對(duì)較弱的超精細(xì)相互作用使鍺（Ge）中的空穴成為具有快速全電相干控制的自旋量子比特的候選體系。

科研團(tuán)隊(duì)在基本溫度為 10 mK（絕對(duì)零度以上 0.01 度）的牛津 Triton 稀釋制冷機(jī)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過優(yōu)化器件性能，在耦合強(qiáng)度高度可調(diào)的雙量子點(diǎn)中完成了自旋量子比特的泡利自旋阻塞讀取，觀測(cè)到了多能級(jí)的電偶極自旋共振譜。

最終，科研團(tuán)隊(duì)通過調(diào)節(jié)不同的自旋翻轉(zhuǎn)模式，在 100 mT（毫特斯拉）的磁場(chǎng)下，實(shí)現(xiàn)了速率超過 540 MHz 的自旋量子比特的超快操控，創(chuàng)下了半導(dǎo)體系統(tǒng)中超快自旋量子比特控制的最高記錄。

科研團(tuán)隊(duì)證明了在 GHW 中重洞（HHs）的強(qiáng) SOI，其特點(diǎn)是 1.5nm 的短自旋軌道長(zhǎng)度。該研究結(jié)果表明，鍺硅空穴自旋量子比特體系是實(shí)現(xiàn)全電控半導(dǎo)體量子計(jì)算的重要候選之一，可滿足 DiVincenzo 準(zhǔn)則對(duì)可擴(kuò)展量子信息處理器的要求。這一成果為半導(dǎo)體量子計(jì)算的研究開拓了新領(lǐng)域。