在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃量子調(diào)控與量子信息重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)的資助下，物理所鄭東寧、呂力課題組與浙江大學(xué)及中科大等單位合作，先后制備出長(zhǎng)退相干時(shí)間的5量子比特、6量子比特、9量子比特和10量子比特（如圖）的Xmon型多比特樣品。在研制出性能良好的多比特超導(dǎo)量子芯片的基礎(chǔ)上，課題組與國(guó)內(nèi)外同行合作，分別在超導(dǎo)量子計(jì)算與量子模擬合作研究方面取得了系列成果：

1）利用6比特超導(dǎo)器件中的4個(gè)量子比特，演示了求解線(xiàn)性方程組的HHL量子算法。該算法被證明有望應(yīng)用于人工智能和大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域，因此有重要的應(yīng)用前景。該量子算法已經(jīng)在光子和核磁共振系統(tǒng)中演示過(guò)，但該項(xiàng)合作研究是首次在一個(gè)具有可擴(kuò)展性的固態(tài)系統(tǒng)中的演示。文章發(fā)表在Phys. Rev. Lett.上，并被選為編輯推薦文章。

2）利用10比特超導(dǎo)器件首次實(shí)現(xiàn)了10量子比特GHZ全局糾纏，創(chuàng)造了超導(dǎo)量子比特全局糾纏量子比特?cái)?shù)世界紀(jì)錄，糾纏保真度達(dá)到約66.8%，合作研究文章發(fā)表在Phys. Rev. Lett., 并被選為編輯推薦文章。

 3）量子計(jì)算的執(zhí)行需要進(jìn)行系列量子邏輯門(mén)的操作，受控非門(mén)和多重受控非門(mén)是一種基本的兩量子比特和多量子比特邏輯門(mén)，具有產(chǎn)生量子糾纏的能力，其實(shí)現(xiàn)需要在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行精確的操控。合作研究基于幾何相方案，演示了多重的邏輯受控非門(mén)高保真度實(shí)現(xiàn)，為通用量子計(jì)算的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，文章發(fā)表在Nature Commun.上。