量子院第四十二期“工程师技术沙龙”举办
2025/12/17
2025年11月27日下午,量子院第四十二期“工程师技术沙龙”活动在量子院526报告厅如期举办。本期沙龙由6名工程师呈现了精彩的技术报告,分别在超导量子芯片互联中高保真度CR门的实现、应变旋转插杆、基于GM制冷机的4K低温恒温器制作、低维有机共价体系的构建与调控、基于非平衡动力学的全局临界量子传感实验、半导体CV测试与应用等主题方向展开讨论和经验分享。本期沙龙活动吸引了院内外众多科研人员、博士后、工程师到场交流。
本期沙龙量子院6位工程师作的精彩报告分别是:
杨爽的技术报告《超导量子芯片互联中高保真度CR门的实现》介绍了超导量子芯片互联中高保真度两比特门的实现的意义和方法。模块间的量子态传输和远程纠缠/逻辑门操作是实现可扩展超导量子计算的核心挑战。研究团队通过一根30厘米长的同轴铝线(充当“量子总线”)连接两个独立封装的超导量子芯片,实现了高质量的远程量子操控。单比特门保真度≥99.6%的基础上,通过对多微波脉冲(MW/Cancel MW)的精密校准,构建了高保真度两比特门,其中 CNOT门 的XEB保真度99.15±0.02%,CZ门 的XEB保真度 98.04±0.04%。最终实现了保真度99.87%的贝尔纠缠态,并观测到贝尔不等式被破坏(S值>2),两个空间分离的超导量子模块间实现了近乎完美的量子纠缠。为未来构建可扩展的大规模量子处理器,迈出了坚实而关键的一步。
崔健的技术报告《应变旋转插杆介绍》介绍了一种用于微纳材料与器件研究的原位、动态应变调控平台。原理是集成了多种应变施加方法的应变旋转插杆,能够作为标准组件兼容低温、强磁场等极端实验环境。通过压电陶瓷的逆压电效应,对安装在插杆样品台上的材料(如二维材料、超导薄膜)施加精密的拉伸或压缩应变,从而原位研究应变对材料电学、光学等物理性质的调控作用。常用应变施加有晶格失配、柔性衬底弯曲、热膨胀失配,压电陶瓷驱动,局部探针技术等方式。工程师重点介绍了电控压电陶瓷面内应变施加、图案化衬底、弯曲柔性衬底三种高可控性方法的工作原理与集成。工程师熟练掌握应变旋转插杆这一强大、通用且用户友好的原位应变调控工具,为探索新奇量子现象和优化器件性能方面的应用研究做出贡献。
郭明华的技术报告《基于GM制冷机的4K低温恒温器制作》介绍了基于GM制冷机的4K低温恒温器制作。工程师将一台闲置的两级G-M循环制冷机改造为一台功能完备、设计灵活的4K低温恒温器。通过构建真空腔体与三层热屏蔽结构,采用细径低热导率导线绕于热沉之上,抑制漏热;通过选用高纯度无氧铜作为导热材料,并辅以光滑镀金表面、导热脂填充和螺栓加压等手段,确保从冷头到样品台的热连接效率最大化。针对不同温区和磁场环境的温度传感器选型、加热器的集成以及模块化样品台与多层屏蔽结构的设计。实现<3.5K的样品低温和可根据测量需求灵活升级的性能,为科研提供了一个高性价比且功能可定制的自制低温测量平台。体现了工程师在工程设计、组装、改造方面的突出能力。
张骁晰的技术报告《低维有机共价体系的构建与调控》介绍了低维有机共价体系的构建与调控。利用表面辅助合成技术,在原子精度上构建并调控一维与二维有机共价结构。通过精准设计前驱体分子(如引入N原子、卤素或调控氢化)来定向调控石墨烯纳米带的电子自旋(实现反铁磁性)与能带结构,并进一步将构建维度从二维拓展至三维纳米线及纳米金刚石结构。提出面对挑战是将精密的纳米结构直接生长并集成到预设的器件电极沟道中,以及从金属基底到理想绝缘衬底的跨越。工程师具备扎实的理论知识和高超的实验技能,勤于思考,勇于挑战,为实现功能化的原子精度纳米电路做出不断努力。
于也飞的技术报告《基于非平衡动力学的全局临界量子传感实验》介绍了基于非平衡动力学的全局临界量子传感实验。实验利用两个超导量子比特,以快速“淬火”演化绕过了传统绝热制备中的临界减速问题,在临界点附近同时观测到测量灵敏度的显著增强(量子Fisher信息峰值)及精度达到海森堡极限标度。通过实时反馈的自适应流程,系统能在未知参数的大致范围内自动将其“锁定”至临界点进行测量,实现了无需精确先验知识的全局量子传感,使估计精度接近理论极限。结合非平衡动力学与自适应估计,在实验上实现临界增强的全局量子传感。该工作为开发实用化的高性能量子传感器提供了切实可行的新路径。
王宏章的技术报告《半导体CV测试与应用》介绍了半导体CV测试与应用。电容-电压(CV)技术作为核心诊断工具,贯穿于从基础参数提取到前沿量子器件性能优化的全过程。通过分析电容随电压变化的曲线,能精确获取半导体器件的掺杂浓度、内建电势等本征物理参数,表征决定器件性能上限的关键界面缺陷(界面态)。分享了团队利用CV量化Ge/GeSi异质结中二维空穴气的隧穿效应优化栅控效率、根据表面粗糙度与界面态密度的直接关联指导工艺选择(如CMP优于机械减薄)、利用低温CV对比硅与硅锗沟道实现精准定位因晶格失配引入的界面缺陷的实验成果。工程师将CV测试作为精准的“诊断显微镜”,服务于团队Ge基量子比特等前沿器件的制备,通过理解和抑制界面态等缺陷,最终提升量子比特的相干时间等核心性能指标。
技术沙龙设置评分环节,由科研人员和工程师代表组成评分小组。评分小组按照沙龙评分规则,最终评选出的本期优秀技术报告是于也飞的《基于非平衡动力学的全局临界量子传感实验》。
本期优秀技术报告内容丰富,逻辑严谨,结构清晰,为高性能量子传感器开发提供新思路,为超导量子计算的工程化实现提供帮助。获得评委们的一致认可与高度评价。
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