記者從中國科學技術大學獲悉，該校杜江峰院士團隊近期在量子控制研究領域取得重要進展，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，國際物理學權威學術期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果。

　　量子控制是現(xiàn)代量子科學的基礎，在量子計算、量子精密測量等領域具有重要意義。“時間最優(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)驅動到目標狀態(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)。

　　杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室曾在2014年實現(xiàn)了精度高達0.996的單比特量子操作，隨后實現(xiàn)了達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。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，因而具有重要的應用前景。