Интернациональная группа ученых значительно прирастила длительность времени, в течение которого спин-орбитальный кубит в кремнии может сохранять квантовую информацию, открыв новейший путь к тому, чтоб создать кремниевые квантовые компы наиболее масштабируемыми и многофункциональными.
Спин-орбитальные кубиты уже наиболее 10 лет исследуются как возможность прирастить число кубитов в квантовом компе, так как ими просто манипулировать и соединять на огромных расстояниях. Но они постоянно показывали весьма ограниченное время когерентности, очень куцее для квантовых технологий.
Исследование, опубликованное в Nature Materials, указывает, что при довольно мощной спин-орбитальной связи вероятны долгие времена когерентности. По сути ученые показали когерентность в 10 000 раз огромную, чем ранее было зафиксировано для спин-орбитальных кубитов, что делает их безупречным кандидатом для масштабирования кремниевых квантовых компов.
“Мы перевернули принятую модель с ног на голову, продемонстрировав только длительное время когерентности – ~10 миллисекунд – и потому спин-орбитальные кубиты могут быть умопомрачительно надежными”, – гласит доктор UNSW Свен Рогге, основной исследователь Центра квантовых вычислений и коммуникационных технологий (CQC2T), возглавлявший исследовательскую группу.
То, как устойчив кубит, описывает длительность времени, в течение которого он может сохранять квантовую информацию.
В спин-орбитальных кубитах хранится информация о спине электрона, также о его движении – о том, как он “вращается” вокруг атомов в сетке чипа. Конкретно сила связи меж этими 2-мя спинами сохраняет кубит размеренным и наименее подверженным разрушению электронным шумом в устройствах.
– Квантовая информация в большинстве спин-орбитальных кубитов очень хрупка. Наш спин-орбитальный кубит особый, поэтому что квантовая информация, хранящаяся в нем, весьма надежна”, – гласит ведущий создатель исследования Такаши Кобаяши.
Смотрите такжеОптика и фотоника
Стршное действие на расстоянии продемонстрировано на спутнике SpooQy-1
26.06.2020Квантовая физика
Вероятна ли телепортация? Да, в квантовом мире
21.06.2020
– Информация хранится в ориентации спина и орбиты электрона, а не только лишь спина. Радиальная орбита заряженного электрона и спин сцеплены вкупе, как шестеренки, из-за весьма мощного притяжения в спин-орбитальной связи.
“Повышение силы данной для нас спин-орбитальной связи дозволяет нам достигнуть существенно большего времени когерентности, которое мы выпустили сейчас.”
Чтоб прирастить время когерентности, исследователи поначалу сделали спин-орбитальные кубиты, введя в кристалл кремния примеси, именуемые акцепторными легирующими атомами. Потом команда видоизменила деформацию в структуре кремниевой сетки чипа, чтоб генерировать разные уровни спин-орбитальной связи.
Конечный итог отдал когерентность наиболее чем в 10 000 раз огромную, чем ранее обнаруженная в спин-орбитальных кубитах.
Это значит, что квантовая информация сохраняется еще подольше, позволяя делать еще больше операций – это принципиальный шаг для масштабирования квантовых компов.
Исследование в конечном счете открывает новейшие методы манипулирования отдельными кубитами и связывания кубитов на еще огромных расстояниях, что сделает процесс производства чипов наиболее гибким.
Источник: