【哈工大（深圳）宣】（集成电路学院 文/图）近日，哈工大深圳校区集成电路学院宋清海、周宇教授团队在量子信息研究领域取得重要进展，相关成果以《应变增强碳化硅薄膜中的自旋读出对比度》（Strain-Enhanced Spin Readout Contrast in Silicon Carbide Membranes）为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被选为Editors’ Suggestion。该研究首次利用材料的内禀应变，将碳化硅量子比特的室温自旋读出对比度提升至60%以上，为开发可在室温下应用于量子传感等实际场景的高性能量子器件开辟了新路径。

在固态量子技术中，能否高效、高保真地读取量子比特的自旋状态，是衡量其性能和实用性的关键。尤其在室温条件下，实现高对比度的光学读出是开发高灵敏度量子传感器的核心挑战之一。长期以来，较低的读出对比度极大地限制了量子技术的探测灵敏度和整体效率。

针对这一难题，研究团队创新性地提出利用应变工程来调控量子比特的光学性质。团队通过第一性原理计算，构建了一个分析应变调控辐射和非辐射跃迁速率的理论框架，揭示了应变可以显著增强碳化硅中双空位量子比特的光学自旋读出对比度。实验上，团队巧妙地利用了绝缘体上碳化硅（SiCOI）薄膜在制造过程中产生的巨大内禀应变，成功验证了理论预测。实验结果表明，在应变作用下，单个自旋的读出对比度超过了60%，远高于传统体材料中报道的数值，同时保持了其优异的相干性能。

图1：应变对量子比特能级和跃迁速率的理论计算结果以及实验测得的高达60.6%的Rabi振荡对比度。

哈工大深圳校区为论文第一署名单位。深圳校区博士研究生胡海搏、匈牙利维格纳物理研究中心博士后卞国栋、中国科学院上海微系统与信息技术研究所伊艾伦副研究员为论文共同第一作者。深圳校区宋清海教授、周宇教授，中国科学院上海微系统与信息技术研究所欧欣研究员，匈牙利维格纳物理研究中心Ádám Gali教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、深圳市基础研究专项以及广东省量子科学战略计划等项目的支持。（编辑 谢梁晖 审核 张惠屏）