新華社合肥１０月２６日電（記者徐海濤）記者從中國科學技術大學獲悉，該校杜江峰院士團隊近期在量子控制研究領域取得重要進展，團隊成員榮星、耿建培等人在固態(tài)自旋體系中實現(xiàn)時間最優(yōu)量子控制。日前，國際物理學權威學術期刊《物理評論快報》發(fā)表了該研究成果。

量子控制是現(xiàn)代量子科學的基礎，在量子計算、量子精密測量等領域具有重要意義。“時間最優(yōu)”則是一種科研表述，即我們日常生活中所說的“最快”。而“時間最優(yōu)量子控制”，則是尋求將量子系統(tǒng)在最短時間內驅動到目標狀態(tài)，比如做到“又快又多又好”的量子比特操作，才有可能真正實現(xiàn)量子計算。

從２００７年開始，國際學界不斷尋求時間最優(yōu)量子控制，但到２０１５年為止，實驗研究還只局限于單量子比特系統(tǒng)。

杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室長期致力于精確量子控制的實驗研究，他們曾在２０１４年實現(xiàn)了精度高達０．９９６的單比特量子操作，隨后實現(xiàn)了達到容錯量子計算要求的普適量子邏輯門。

近期，杜江峰團隊與知名量子學者王曉霆博士合作，將求解時間最優(yōu)控制問題的理論方法與具體的量子物理體系相結合，發(fā)展了實現(xiàn)普適量子控制的時間最優(yōu)控制方法，并在金剛石ＮＶ色心體系上實驗實現(xiàn)。研究結果表明，無論是單比特還是兩比特量子操作，不僅操作精度高達９９％，而且操作時間比常規(guī)方法顯著縮短。

據(jù)介紹，這項研究證實了以時間最優(yōu)的方式實現(xiàn)精確量子控制的可行性，為多比特量子體系的時間最優(yōu)控制奠定了基礎。這意味著未來量子計算可以在單位時間內實現(xiàn)更多的高精度量子邏輯門，因而具有重要的應用前景。（完）