量子計算是量子技術(shù)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。超導(dǎo)量子芯片可以由半導(dǎo)體微納工藝靈活構(gòu)造，被認(rèn)為是量子芯片中最有前途和實用價值的一種。

 

浙大杭州科創(chuàng)中心量子計算創(chuàng)新工坊首席科學(xué)家朱詩堯院士領(lǐng)銜的團(tuán)隊推出的這兩款新型超導(dǎo)量子芯片，在量子比特數(shù)量、退相干時間（即量子比特的壽命）和操控精度等關(guān)鍵指標(biāo)上取得新突破，綜合水平居世界前列。

 

“莫干1號”是一款專用量子芯片，采用了全連通架構(gòu)，適用于實現(xiàn)針對特定問題的量子模擬和量子態(tài)的精確調(diào)控。研究團(tuán)隊利用“莫干1號”芯片系統(tǒng)性地研究了量子多體物理中Stark多體局域化這一廣受關(guān)注的話題，從系統(tǒng)對初態(tài)的記憶、量子糾纏的空間尺度等多個角度對Stark多體局域化進(jìn)行了全方位的刻畫與表征，研究成果已發(fā)表于物理學(xué)權(quán)威期刊《Physical Review Letters》。利用超導(dǎo)量子芯片模擬量子多體系統(tǒng)是一個激動人心的領(lǐng)域，它有別于基于超級計算機(jī)的經(jīng)典數(shù)值模擬，是一種全新的研究手段，將極大促進(jìn)我們對復(fù)雜多體系統(tǒng)的研究。團(tuán)隊擁有全連通架構(gòu)芯片的相關(guān)專利技術(shù)，未來會在該方向繼續(xù)發(fā)展，服務(wù)于更多的學(xué)者。

 

“天目1號”芯片面向通用量子計算，采用了較易擴(kuò)展的近鄰連通架構(gòu)。“天目1號”上共集成36個超導(dǎo)量子比特，比特壽命高達(dá)約50微秒，實現(xiàn)了高保真度的通用量子門，精度優(yōu)于98%。相比于“莫干1號”，“天目1號”具備更高的編程靈活度，以執(zhí)行更多種類的量子算法，可以應(yīng)用于更多研究領(lǐng)域。近期，團(tuán)隊在提高相干時間方面已經(jīng)取得進(jìn)一步突破，未來具備更高性能的“天目”芯片將持續(xù)為社會服務(wù)。

值得一提的是，目前該研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)擁有從超導(dǎo)量子芯片設(shè)計、制備、封裝到測控的全棧式研發(fā)能力，“莫干1號”與“天目1號”均為團(tuán)隊自主研發(fā)制備。同時，團(tuán)隊還建成了有國際先進(jìn)水平的集成化量子測控平臺，可以實現(xiàn)多種復(fù)雜的量子實驗。

 

浙江大學(xué)十多年前就在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域開始布局。發(fā)展歷程中團(tuán)隊先后與中科大和中科院物理所等多個團(tuán)隊通力合作，共同推進(jìn)超導(dǎo)量子計算的研究，國際上首次實現(xiàn)十和二十超導(dǎo)量子比特糾纏。近年來，研發(fā)團(tuán)隊取得了一系列的研究成果，在《Science》《Nature Physics》《Physical Review Letters》等高水平期刊以第一單位發(fā)文20余篇。

 

參與本次成果研發(fā)的團(tuán)隊成員，不少骨干都是年輕的90后。他們表示，“莫干”“天目”對應(yīng)著浙江名山：莫干山、天目山，象征著量子團(tuán)隊希望立足浙江、服務(wù)全國、面向世界的雄心壯志。