| 반도체 큐비트 커플링 및 확장 관련 연구에서 새 성과 거둬 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guang-can(郭光燦) 연구팀의 Guo Guo-ping(郭國平) 과제팀은 오리진퀀텀(Origin Quantum)회사 등 협력자와 공동으로 마이크로웨이브 공명기(microwave resonator) 커플링 이용 및 반도체 큐비트 확장 연구에서 새로운 성과를 거두었다. 과제팀은 2개 반도체 큐비트 및 마이크로웨이브 공명기 커플링 구현을 토대로 신형 스펙트로스코피(spectroscopy) 방법을 개발해 2개 큐비트 간 커플링 모델의 변화를 체계적으로 표현하였다. 해당 성과는 "Science Bulletin"에 온라인으로 게재되었다. 양자컴퓨팅의 주요 후보 매개체인 반도체 양자점은 양호한 확장 가능성 및 현대 반도체 공법기술과 호환될 수 있는 등 장점을 보유하고 있다. 반도체 양자컴퓨팅의 끊임없는 개발과 함께 최근 반도체 큐비트 성능은 대폭 향상되었다. 단일 비트 및 2비트 논리게이트 조종의 충실도가 양자컴퓨팅의 결함허용 임계값에 도달한 상황에서 어떻게 멀티 큐비트의 확장 및 통합을 구현할지는 해당 영역의 중요 연구방향이다. 마이크로웨이브 공명기 중의 광자를 매개체로 이용한 비트 간 상호작용 구현은 잠재력이 가장 큰 확장방식이다. 과제팀은 기존의 50Ω 저항의 마이크로웨이브 캐비티에 비해 저항값이 크게 향상된 1,000Ω 수량급의 SQUID(초전도 양자 간섭) 어레이 공진 공동(resonant cavity)을 제조해 반도체 큐비트와 공진 공동의 커플링 강도를 대폭 향상시킴으로써 2개 비근접 큐비트 간의 강결합을 구현하였다. 이를 토대로 신형 스펙트로스코피 표현 방법도 개발하였다. 과제팀은 2개 큐비트의 최소 작동주파수 변화를 통해 비트 간 커플링 그래프가 완전히 다른 기하도형을 나타냄을 발견하였다. 수치 분석을 통해 해당 변화 그래프로 시스템 커플링 구간을 빠르고도 직관적으로 판단할 수 있고 또한 멀티 비트 구조 및 기타 캐비티 양자전기역학(Cavity-QED) 시스템에 확장할 수 있음을 입증하였다. 동 방법은 새로운 관점에서 마이크로웨이브 캐비티－양자점 하이브리드 시스템을 표현함과 아울러 시스템 표현 및 파라미터 변조의 효율을 효과적으로 향상시킴으로써 광자를 커플링 매개체로 하는 멀티 비트 시스템의 상호작용 탐구에 새로운 수단을 제공하였다. 정보출처 : http://stdaily.com/index/kejixinwen/2020-11/30/content_1054470.shtml |
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