近日，郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室郭国平教授半导体量子芯片研究组成功实现了半导体量子点单电子量子比特的制备并且演示了全电学控制的普适超快单比特逻辑门操作，相关研究成果发表在1月29日出版的《Nature Communications》上。

    随着半导体产业的飞速发展，晶体管集成度越来越高，单个晶体管的尺度越来越小，尺寸效应等导致的量子效应也越来越明显。摩尔定律预言大概到2020年，每个晶体管将小到只有一个电子也被称为单电子晶体管。此时单个电子的运动将满足微观世界中量子力学的物理规律，先前经典世界中适用的各种信息概念都将相应地做出修正。信息的这种量子化趋势将极大地影响未来信息的编码方式，运算规律和读取方式等信息处理的各个环节，甚至彻底改变现在半导体信息产业的格局。

    “郭国平教授半导体量子芯片研究组从可大规模集成化半导体单电子晶体管的设计制备出发，在砷化镓铝异质结中制备了集成双路量子探测通道的栅型双量子点复合结构，并且通过调节加载在栅电极上电秒冲的高度和宽度，成功实现了世界上最快速的皮秒量级单比特超快普适电控量子逻辑门，比国际上公开报道的电控半导体逻辑门运算速度提高了近两个量级，使我们可以在量子相干时间内完成更多比特次的量子逻辑门操作，有利于实用化量子芯片所必需的多量子比特集成和运算。

    该项研究受到科技部，国家自然科学基金委和中科院的资助。

（中科院量子信息重点实验室）