量子自旋是實現量子信息處理的重要物理體系，自旋的本征特性使其成為構建量子比特的最佳候選者。由于自旋系統具有退相干時間長、可擴展性強等優勢，其在實現量子信息處理方面表現出許多優越性。但是由于受外部環境因素制約，如何有效調控自旋量子態是目前急需解決的難題。一般而言，多個自旋量子態相干調控可通過自旋交換作用來實現，也就是π脈沖技術，該技術的缺點是需要精確控制交換相互作用，來自環境的微弱擾動，將嚴重破壞量子相干調控的保真度。基于該項技術，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（產生于自旋軌道相互作用）被認為是不利于量子相干調控的因素。然而，量子信息中心的石軒助理研究員和趙洪泉研究員在研究中發現，當Dzyaloshinskii-Moriya相互作用滿足一定條件時，不僅不會破壞自旋量子態的相干調控，還能大大提高量子相干調控的保真度。

　　該研究工作將改善量子信息處理中量子邏輯門的有效操作，減少操作過程中產生的誤差，并且提高量子邏輯門的抗噪能力。

　　文章鏈接：http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.95.052332 

　　自旋量子態調控保真度對比圖

　　(a)自旋相互作用，(b)量子系統演化路徑，(c)只考慮交換相互作用，調控保真度變化，(d)交換相互作用和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用協同作用下保真度變化