記者4日從中國科技大學獲悉，中科院量子信息重點實驗室郭國平教授半導體量子芯片研究組及其合作者又破世界紀錄，通過實驗成功實現世界上最快速量子邏輯門操作，取得半導體量子芯片研究的重要突破。
 
眾所周知，世界上第一臺計算機埃尼亞克占地170平方米，功率達174千瓦，可是其運算速度還不如普通計算器。隨著半導體產業的飛速發展，電子產品的尺寸越來越小，晶體管集成度越來越高，單個晶體管的尺度也越來越小，由尺寸效應等導致的量子效應也越來越明顯。
 
據介紹，由摩爾定律推算，大概到2020年，每個晶體管將小到只有一個電子。此時單個電子的運動將滿足微觀世界中量子力學的物理規律。信息的這種量子化趨勢將極大地影響未來信息處理中的編碼方式、運算規律和讀取方式等各個環節，甚至徹底改變目前半導體信息產業的格局。
 
郭國平教授介紹，研究組從可大規模集成化的半導體單電子晶體管的設計制備出發，在砷化鎵鋁異質結中制備出一種集成了雙路量子探測通道的柵型雙量子點復合結構，并且通過調節加載在柵電極上電秒沖的高度和寬度，成功實現了世界上最快速的皮秒量級單比特超快普適電控量子邏輯門，比國際上公開報道的電控半導體邏輯門的運算速度提高近兩個數量級，相關研究成果發表在最新一期權威學術期刊《自然通訊》上。
 
更快和更大規模的集成始終是芯片技術的核心夢想。郭國平教授說，更快的量子邏輯門操作，才有可能將量子計算從小規模的實驗室演示推向真正的實用化。