大连化物所率先在化学溶液内操控量子自旋

量子信息技术是未来社会发展的希望和动力，也是世界各国科技前沿竞争的一个焦点。近日，中国科学院大连化学物理研究所（以下简称“大连化物所”）吴凯丰研究员团队在量子点自旋光物理研究中取得重要进展，他们在国际上率先实现了室温下对低成本溶液法制备的胶体量子点的自旋相干操控，对量子信息技术的发展具有重要意义。

量子信息技术是量子研究中的关键一环，而对固态材料中的自旋量子比特进行相干操控，是实现量子信息技术的重要途径之一。“量子比特需要找到合适的载体，且保持较长寿命的量子相干。在此基础上，通过物理手段在布洛赫球面上能将量子比特操控至任意一点，就能实现量子信息处理。”据吴凯丰介绍，目前，传统的自旋固态载体主要包括外延生长量子点以及类似金刚石色心的“点缺陷”材料。然而，外延生长量子点的制备工艺复杂、造价昂贵。而“点缺陷”自旋的室温相干操控虽然已被实现，但这类材料价格高，规模化可控制备目前面临巨大的挑战。吴凯丰及其研究团队选择胶体量子点作为研究方向，创新性地制备了钙钛矿量子点的单空穴自旋极化态，在室温下得到百皮秒量级的空穴自旋。同时利用飞秒激光超快光谱，借助外加磁场和赝磁场，自旋态可以“跑”遍球面上的任意点，从而实现了全量子态的相干操控。目前，上述工作获得了中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金及大连化物所创新基金的支持。

                                       来源：        大连日报