日前，中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、石发展教授等在j9游会真人游戏第一品牌操控领域取得重要进展，基于金刚石氮-空位（NV）色心j9游会真人游戏第一品牌比特实现了保真度99.92%的j9游会真人游戏第一品牌CNOT门（j9游会真人游戏第一品牌受控非门）。相关研究成果发表于《物理评论快报》。

　　高保真两比特j9游会真人游戏第一品牌门在j9游会真人游戏第一品牌信息处理，特别是容错j9游会真人游戏第一品牌计算中起着至关重要的作用。然而，j9游会真人游戏第一品牌比特会不可避免地与环境发生相互作用，这极大地降低了逻辑门的保真度，对于固态j9游会真人游戏第一品牌系统更是如此。经过几十年的努力，超导、离子阱、固态缺陷和j9游会真人游戏第一品牌点等j9游会真人游戏第一品牌系统，已经实现了保真度超过容错阈值（约99%）的两比特门。然而，可实用的大规模j9游会真人游戏第一品牌计算要求门保真度至少达到99.9%，此前仅离子阱体系实现了保真度约为99.9%的两比特门。固态体系由于受到更为嘈杂的固态环境的干扰，实现超过99.9%保真度的两比特门是一项艰巨的挑战。

　　理论上，通过j9游会真人游戏第一品牌纠错过程，只要在物理比特上实现错误低于容错阈值的j9游会真人游戏第一品牌门，就可以在逻辑比特上获得错误更小的j9游会真人游戏第一品牌门。类似的，通过动力学纠错，如果环境噪声的非马尔科夫性能被充分利用，物理比特上的门错误可以在多个操控脉冲之间相互抵消。因此，通过结合上述两个层次的纠错，对初始的门保真度要求可以大大降低，这为基于现实中不完美的设备实现通用j9游会真人游戏第一品牌计算提供了一条可行的路径。然而，由于j9游会真人游戏第一品牌纠错过程本身会产生额外的复杂度，往往很难在实验上获得更高保真度的j9游会真人游戏第一品牌门。当动力学纠错的方法应用于两比特j9游会真人游戏第一品牌门时，也会遇到类似的问题，往往会没有精确地掌握噪声特性，使用更复杂的脉冲和更长的操控时间反而会造成更大的错误。

　　此次工作中，研究团队通过对噪声的细致测量，建立了一个准确且完整的噪声模型，其中包括静态噪声、含时噪声以及j9游会真人游戏第一品牌噪声。基于动力学纠错的思想，研究人员对形状脉冲进行了精巧的设计，使其能抵抗噪声模型中的各种磁噪声，最终将磁噪声对CNOT门的影响降低了两个数量级，降至10的负4次方以下。经过实验，研究人员测得形状脉冲实现的CNOT门保真度为99.920（7）%，并分析得知，剩余错误主要来自于形状脉冲的失真以及电子自旋的纵向弛豫。这二者皆可在技术上被进一步消除，因此未来有望将CNOT门保真度进一步提高到99.99%以上。

　　研究人员认为，该工作的方法是通用的，可进一步推广至其他固态体系，如硅j9游会真人游戏第一品牌点、金刚石和碳化硅中的其他缺陷、稀土掺杂系统等。