近日，本源量子与中科大、浙江大学、山东大学联合研究团队在利用超导Xmon量子比特成功实现了基于非绝热几何相的量子门，该研究成果为几何量子计算的物理实现提供了一种有效途径。相关论文近期以封面文章的形式发表在国内重要期刊SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy（《中国科学：物理学 力学 天文学》）英文版2021年第5期。

　　《中国科学：物理学 力学 天文学》是由中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会主办的自然科学专业性学术期刊，主要报道物理学、力学和天文学基础研究与应用研究方面等方面具有创新性和高水平的新研究成果。

　　在量子计算——特别是量子线路的计算模型里面，一个量子门 （Quantum gate，或量子逻辑门）是一个基本的，操作一个小数量量子比特的量子线路，是量子线路的基础。

　　目前为止，量子计算机的实现在理论上已不存在不可逾越的障碍，但在技术上仍面临多方面挑战，很难得到高保真度的量子门。要使得量子门的保真度足够高以最终实现集成量子计算，量子门本身必须具有内在的容错能力，克服控制误差，以实现精确量子操作。目前有许多方案用来实现可容错的量子计算,其中一种很有潜力的方案是利用几何相来实现量子门。

　　在本次试验中，本源量子团队提供的超导量子芯片展现出较高的性能优势。利用精确设计的脉冲序列，实现高保真度的量子逻辑门操作，进而能够设计并演示量子算法。在理论设计上，研究者设计了量子系统的演化路径，避免了通常组合多个单比特门实现任意单比特门的操作，使得任意单比特量子门只需要单个封闭演化路径就可实现，缩短了实现非绝热几何量子门的操作时间。在具体实验上，研究者利用超导Xmon量子比特的两个最低能级实现了几个常用的单比特门，避免了由于第二激发态相干时间短的不利影响，并对量子门的保真度进行了测量，平均保真度高达99.6%和99.7%。

论文地址：https://arxiv.org/abs/1909.09970