薛正远研究员在《Physical Review Letters》发表原创研究成果

9月3日，我院薛正远研究员课题组与南方科技大学翁文康课题组以及香港城市大学王欣助理教授合作，提出了和乐量子门操作的新方法。该研究成果以：“Plug-and-Play Approach to Nonadiabatic Geometric Quantum Gates”为题发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letter）上[Phys. Rev. Lett. 122. 080501 (2019)]。 该论文共同通讯作者为薛正远研究员、翁文康副教授以及王欣助理教授。

量子计算是基于量子力学规律调控量子信息单元进行计算的一种新型计算模型，是当前世界科技前沿的热点之一。实现高保真度量子逻辑门是实现大规模量子计算的关键，常规的量子逻辑门基于对动力学相位的控制，因此对控制噪声非常敏感。几何量子计算是利用几何相位来实现量子逻辑门操作的量子计算策略，其特点是利用几何相位的整体性质避免某些局域噪声对量子操作的影响，从而实现高保真度的量子逻辑门。因此，基于几何相位的量子操控是量子信息处理领域中非常重要的研究课题。

薛正远研究员及其合作者理论提出了一种可优化的非绝热和乐量子计算新方案, NHQC+，打破了以往和乐量子计算对不同能级的耦合脉冲必须是同步的和脉冲面积必须是固定的严格限制, 使得几何量子计算可与优化控制理论相结合，并且大大提高了几何量子门对系统噪声鲁棒性。为进一步拓展到可结合脉冲整形技术的几何量子计算提供了可能。该方案可以应用到各种量子计算物理实现系统，如超导量子比特，金刚石色心，囚禁离子等平台。

该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省重大科技专项的支持。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.100501