固态单量子体系的调控与应用专题编者按

Preface to the special topic:Manipulation and applications of solid-state single quantum systems

近年来,随着量子信息科学与技术的进一步发展,人们对量子信息处理中最基本的信息单元-单量子体系-的操控与探测提出了更高的要求,例如更高保真度的调控、更长的退相干时间以及更高精度的探测等.虽然不同体系中单量子态的操控已经取得了很好的进展,但是离实际应用还有差距,因此研究不同固态体系中单量子态的操控以及探索其在可扩展化量子信息处理中的应用仍然是目前该领域的重要研究方向.单量子体系的操控及其与微腔的相互作用为可扩展化的量子调控提供了有效手段,这对实现未来大规模量子器件及量子信息处理具有重要的意义.固态单量子体系主要包括单超导比特、单量子点、单缺陷、掺杂单原子以及单分子等体系.每种体系都有不同的优缺点,例如基于半导体量子点的单量子体系易于利用微腔耦合进行调控,可以用超快光学的方法操控,但是可扩展性差;金刚石色心是常温下比较稳定的单量子体系,但是金刚石的掺杂和加工都非常困难;单分子量子体系利用扫描隧道显微镜可以得到高分辨率成像,但是其调控和与其他物质相互作用比较困难等.