2021年6月1日，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭國(guó)平、曹剛教授等與本源量子合作，在微波諧振腔——半導(dǎo)體量子芯片耦合研究中取得重要進(jìn)展。他們利用微波諧振腔探測(cè)到了半導(dǎo)體量子點(diǎn)受微波驅(qū)動(dòng)調(diào)制的干涉新現(xiàn)象。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在國(guó)際知名期刊《物理評(píng)論B》上。

此次研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體量子點(diǎn)由于具有良好的集成性和擴(kuò)展性、與傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝兼容等眾多優(yōu)點(diǎn)，是目前量子計(jì)算的重要研究平臺(tái)之一。而為了實(shí)現(xiàn)快速、高保真的量子點(diǎn)比特操控，對(duì)受驅(qū)量子比特動(dòng)力學(xué)的深入探究至關(guān)重要。

科研人員通過(guò)制備千歐量級(jí)高阻抗的超導(dǎo)干涉諧振器（SQUID）陣列作為微波諧振腔與半導(dǎo)體量子點(diǎn)耦合，極大地提高了微波光子與量子比特的耦合強(qiáng)度，并達(dá)到強(qiáng)耦合區(qū)間。在該強(qiáng)耦合的電路量子力學(xué)系統(tǒng)中，深入地研究了在微波周期驅(qū)動(dòng)下的量子比特動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，并利用高靈敏諧振腔讀取了系統(tǒng)的演化圖譜。

研究發(fā)現(xiàn)，在某些特定的驅(qū)動(dòng)頻率下，量子比特的本征態(tài)布居數(shù)將發(fā)生顯著的變化，并與腔光子產(chǎn)生作用，導(dǎo)致微波幅值干涉譜中出現(xiàn)新奇的“月牙”形狀孔洞。該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了強(qiáng)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)態(tài)理論，體現(xiàn)了微波諧振腔光子在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中的重要性。