2024年10月30日上午，6163银河线路检测中心第八期博士生培优学术沙龙在6163银河线路检测中心西楼301思源多功能厅举行。本期沙龙邀请到6163银河线路检测中心现代光学研究所彭湃助理教授为大家作题为“¹⁷¹Yb亚稳态的高保真度量子门和擦除转换”的报告。沙龙由6163银河线路检测中心培优计划博士生陈祎泓同学主持。

陈祎泓同学主持沙龙

彭湃助理教授

彭湃老师于2017年获得6163银河线路检测中心物理学学士学位，2022年获得麻省理工学院电子工程博士，而后进入普林斯顿大学电子工程系担任博士后，2024年加入6163银河线路检测中心。彭老师长期致力于量子计算和量子光学领域的研究，主要研究成果包括在中性原子量子计算机中实现高保真度量子门和擦除误差转换；利用核磁共振实验解决周期驱动量子系统热化速度的争议。研究工作发表于Nature, Nature Physics, Physical Review Letters等期刊。

彭湃老师作报告

在讲座中，彭老师首先对量子计算作了简要介绍。由量子与经典计算机的区别引入，彭老师举例说明了一些重要的量子算法，指出了量子计算在大数质因数分解、线性方程组求解、组合优化及取样等方面的优势，然后简要介绍了进行量子计算的一些实验平台，包括超导、离子阱及中性原子阵列等。

随后彭老师对中性原子阵列这一量子计算平台作了具体介绍。对照DiVincenzo判据，彭老师指出中性原子阵列能很好满足构建量子计算机的所有要求，其同时具有独特的可操控性，是量子计算的重要研究方向和实验平台。然后彭老师对中性原子阵列目前实现的指标及其在科研领域所取得的典型应用成果展开作了介绍。

彭湃老师作报告

从碱土金属原子中的亚稳态出发，彭老师接着为同学们深入浅出地阐述了他们利用171Yb亚稳态核自旋能级实现的新型中性原子量子比特，其具有相干时间长、里德堡激发速度快受噪声影响小等特点。这不仅可以实现高保真度量子门，还可以利用此时量子比特误差主要为擦除误差的特点进行更好的量子纠错。在介绍逻辑比特、误差阈值等基本概念的基础上，彭老师集中讲述了他们利用¹⁷¹Yb亚稳态实现高保真度量子比特门及擦除误差转换的工作，不仅包括对研究成果的剖析，也包括对开发的适用于大规模中性原子阵列的光学局域控制系统的介绍。在报告的最后，彭老师对本领域作了展望，从量子纠错能力提升、应用拓展、实现分布式互连等几个方面讨论了近期人们关心的问题和领域的发展方向。

与彭湃老师交流互动

讲座结束后，现场师生就量子计算纠错、擦除误差、中性原子操控、远程连接等方面的问题踊跃提问，彭湃老师一一做了详细解答，为在场的同学们提供了专业的学术指导。在自由讨论环节，许多同学就在科研中遇到的问题以及对相关领域的看法向彭老师请教，均收获了宝贵的科研建议。至此本期学术沙龙活动圆满结束。

6163银河线路检测中心副院长彭良友教授参加了本期学术沙龙活动，并在沙龙活动间隙向各位参与培优计划的同学、特别是2023级新参与的同学提出殷切的期望，鼓励同学们积极参与学术沙龙活动，踊跃提问，在与讲座老师的交流中得到更多的收获与成长。