本源量子联合中科大研究团队在二维材料栅控量子点器件研究方向取得新进展

作者:胡梁 罗乐雅来源:投资管理一部 综合管理部发布时间:2022/05/13

  近期,产业基金投资企业合肥本源量子计算科技有限责任公司(以下简称“本源量子”)联合中科大研究团队发表研究综述,以“Gate-Controlled Quantum Dots Based on 2D Materials”为题,发表于国际期刊《先进量子技术》上。文章总结了基于石墨烯、过渡金属硫族化合物等二维材料的栅控量子点器件的研究进展,讨论了利用这类器件对二维材料中自旋-能谷物理的探索,并进一步讨论了二维材料栅控量子点器件在构造量子比特实现量子计算及研究介观物理现象等方面的潜在应用前景。

  量子点又被称为“人造原子”,尺寸较小,其内部能级呈现出分立结构,而栅控型量子点器件可以对量子点中的电子能级进行电学调控,因此栅控量子点器件提供了在单粒子层面对材料中电子开展研究的可控平台,用于研究不同介观物理现象、构造量子比特,这在量子计算及量子模拟等量子信息领域有广阔研究前景。相比于传统的半导体材料,以石墨烯、过渡金属硫族化合物为代表的二维材料能提供高度可调的能谷自由度,更好发挥栅控量子点器件优势。

  但由于石墨烯的零能隙半金属特性,在石墨烯中束缚形成的栅控量子点主要是刻蚀型量子点,其电子态的操控受刻蚀过程带来的边界态和无序电荷的影响,难以展现在量子信息应用中的优势。作为国内量子计算的龙头企业,本源量子近年来在量子比特调控以及半导体量子计算其他领域研究上成果颇丰。为解决此难题,此次联合中科大研究团队提出了多种方案并最终实现了高度可调的栅控单量子点、双量子点器件,并且还对二维材料栅控量子点器件领域未来的发展及面临的挑战进行了综述,为量子电子学器件领域的研究做出重要贡献。
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