南方科技大学

Abstract:

量子计算是国家战略发展方向。硅基量子计算芯片是一个继承了半导体行业优势的最有潜力的可扩展量子计算方向，优势主要有以下两点：第一，其绝大部分的微纳加工工艺与传统的金属-氧化物-半导体MOS工艺相兼容，有实现大规模可扩展量子计算芯片的潜力；第二，在可大规模生产的全固态、芯片化的量子计算方案中，硅量子计算的相干时间最长，其单比特门操作精度也最高。硅量子计算是传统半导体产业的量子化版本，是半导体产业升级进入量子化的最佳方案。

另一方面，在微纳加工的角度，经典的硅基集成电路制造技术大约每隔十年提升一代，从上世纪六十年代的10微米级别器件构成的芯片，到现在7纳米级别的芯片，三级管的尺寸逐步减小，在未来将到达物理极限——单原子尺度。因此开发单原子级别精度的硅基集成芯片加工工艺成为必然，该技术将在经典器件和量子计算方面同时发挥重要作用。

因此在这个报告中，我们将回顾硅基量子计算、尤其是单原子级别的硅量子计算发展历程，以及单原子级别精度硅基芯片的加工技术线路，展示原子级别硅量子比特方向的最新进展，并探讨结合空穴体系的单原子硅基量子计算未来发展道路。

个人简介:

贺煜，副研究员，独立PI。于2020年初加入南方科技大学深圳量子科学与工程研究院，牵头带领硅基原子量子计算团队。主要研究方向为半导体量子计算和量子网络，博士期间在砷化镓自组装量子点方面研究，核心成果包括：一系列单光子源方面开创性工作；首次在量子点中观察到自发辐射谱线擦除效应；实现世界最高光子数波色抽样（为量子计算机首次超越第一台电子管计算机ENIAC，入选中科院评选的“2017年中国十大科技进展新闻”）；实现单光子向单电子自旋的量子传态，并验证了单个光子和电子之间的纠缠等。博士后期间专注于硅量子计算，主要工作有：实现了在硅基磷掺杂方面的第一个高速两比特门(Nature，571，371 (2019) 封面文章，被全球多家媒体报道，称之为“在构建原子尺度量子计算机上里程碑式的工作”，并入选“2019年全球十大量子计算实验”)；实现了利用全统计计数方法对比特读出保真度的优化；参与了硅基磷掺杂方面的第一个单比特门的工作；参与构建比特读出保真度分析的理论工作等。共发表22篇SCI论文，其中1篇Nature， 2篇Nature Photonics，2篇Nature Nanotechnology，9篇Physical Review Letters，总引用2500多次，H因子17。

联系人：张建军研究员（82649869）