記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士團隊近期在量子控制研究領(lǐng)域取得重要進展，團隊成員榮星、耿建培等人在固態(tài)自旋體系中實現(xiàn)時間最優(yōu)量子控制。日前，國際物理學(xué)權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果。
　　量子控制是現(xiàn)代量子科學(xué)的基礎(chǔ)，在量子計算、量子精密測量等領(lǐng)域具有重要意義?！皶r間最優(yōu)”則是一種科研表述，即我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的“最快”。而“時間最優(yōu)量子控制”，則是尋求將量子系統(tǒng)在最短時間內(nèi)驅(qū)動到目標(biāo)狀態(tài)，比如做到“又快又多又好”的量子比特操作，才有可能真正實現(xiàn)量子計算。
　　從2007年開始，國際學(xué)界不斷尋求時間最優(yōu)量子控制，但到2015年為止，實驗研究還只局限于單量子比特系統(tǒng)。
　　杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點實驗室長期致力于精確量子控制的實驗研究，他們曾在2014年實現(xiàn)了精度高達(dá)0.996的單比特量子操作，隨后實現(xiàn)了達(dá)到容錯量子計算要求的普適量子邏輯門。
　　近期，杜江峰團隊與知名量子學(xué)者王曉霆博士合作，將求解時間最優(yōu)控制問題的理論方法與具體的量子物理體系相結(jié)合，發(fā)展了實現(xiàn)普適量子控制的時間最優(yōu)控制方法，并在金剛石NV色心體系上實驗實現(xiàn)。研究結(jié)果表明，無論是單比特還是兩比特量子操作，不僅操作精度高達(dá)99%，而且操作時間比常規(guī)方法顯著縮短。
　　據(jù)介紹，這項研究證實了以時間最優(yōu)的方式實現(xiàn)精確量子控制的可行性，為多比特量子體系的時間最優(yōu)控制奠定了基礎(chǔ)。這意味著未來量子計算可以在單位時間內(nèi)實現(xiàn)更多的高精度量子邏輯門，因而具有重要的應(yīng)用前景。