Евро-Азиатский институт образовательных технологий Eurasian Institute of educational technologies
Tuesday, 2020-08-11, 3:11 AM
Site menu
Section categories
Археология- Аrcheology
Ботаника- Вotany
География- Geography
Зоология- Zoology
История- Нistory
История науки- Нistory of science
Медицина- Мedicine
Образование- Education
Общая биология- General biology
Общество- Society
Палеонтология- Рaleontology
Право- Jurisprudence
Психология- Рsychology
Технологии- Technology
Физика- Physics
Химия- Сhemistry
Экология- Еcology
Экономика- Еconomy
Our poll
Выберите научные направления, которые интересны Вам / Select the science areas that you interest in
Total of answers: 2570
Statistics

Total online: 1
Guests: 1
Users: 0

1:26 PM
Физики увеличили устойчивость спин-орбитальных кубитов

Орбита заряженного электрона и спин сцеплены вместе, как шестеренки, из-за очень сильного притяжения в спин-орбитальной связи. © Takashi Kobayashi

Спин-орбитальные кубиты уже более десяти лет исследуются как возможность увеличить число кубитов в квантовом компьютере, поскольку ими легко манипулировать

Международная группа ученых существенно увеличила продолжительность времени, в течение которого спин-орбитальный кубит в кремнии может сохранять квантовую информацию, открыв новый путь к тому, чтобы сделать кремниевые квантовые компьютеры более масштабируемыми и функциональными.

Спин-орбитальные кубиты уже более десяти лет исследуются как возможность увеличить число кубитов в квантовом компьютере, поскольку ими легко манипулировать и соединять на больших расстояниях. Однако они всегда демонстрировали очень ограниченное время когерентности, слишком короткое для квантовых технологий.

Исследование, опубликованное в Nature Materials, показывает, что при достаточно сильной спин-орбитальной связи возможны длительные времена когерентности. На самом деле ученые продемонстрировали когерентность в 10 000 раз большую, чем ранее было зафиксировано для спин-орбитальных кубитов, что делает их идеальным кандидатом для масштабирования кремниевых квантовых компьютеров.

“Мы перевернули общепринятую модель с ног на голову, продемонстрировав исключительно долгое время когерентности – ~10 миллисекунд – и поэтому спин-орбитальные кубиты могут быть удивительно надежными”, – говорит профессор UNSW Свен Рогге, главный исследователь Центра квантовых вычислений и коммуникационных технологий (CQC2T), возглавлявший исследовательскую группу.

То, насколько устойчив кубит, определяет продолжительность времени, в течение которого он может сохранять квантовую информацию.

В спин-орбитальных кубитах хранится информация о спине электрона, а также о его движении – о том, как он “вращается” вокруг атомов в решетке чипа. Именно сила связи между этими двумя спинами сохраняет кубит стабильным и менее подверженным разрушению электрическим шумом в устройствах.

– Квантовая информация в большинстве спин-орбитальных кубитов чрезвычайно хрупка. Наш спин-орбитальный кубит особенный, потому что квантовая информация, хранящаяся в нем, очень надежна”, – говорит ведущий автор исследования Такаши Кобаяши.

– Информация хранится в ориентации спина и орбиты электрона, а не только спина. Круговая орбита заряженного электрона и спин сцеплены вместе, как шестеренки, из-за очень сильного притяжения в спин-орбитальной связи.

“Увеличение силы этой спин-орбитальной связи позволяет нам достичь значительно большего времени когерентности, которое мы опубликовали сегодня.”

Чтобы увеличить время когерентности, исследователи сначала создали спин-орбитальные кубиты, введя в кристалл кремния примеси, называемые акцепторными легирующими атомами. Затем команда модифицировала деформацию в структуре кремниевой решетки чипа, чтобы генерировать различные уровни спин-орбитальной связи.

Конечный результат дал когерентность более чем в 10 000 раз большую, чем ранее обнаруженная в спин-орбитальных кубитах.

Это означает, что квантовая информация сохраняется гораздо дольше, позволяя выполнять гораздо больше операций – это важный шаг для масштабирования квантовых компьютеров.

Исследование в конечном счете открывает новые способы манипулирования отдельными кубитами и связывания кубитов на гораздо больших расстояниях, что сделает процесс изготовления чипов более гибким.


Engineering long spin coherence times of spin–orbit qubits in silicon, Nature Materials (2020). DOI: 10.1038/s41563-020-0743-3

ab-news.ru

Category: Физика- Physics | Added by: zvonimirveres
Log In
Search
Calendar
«  July 2020  »
SuMoTuWeThFrSa
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Организации / Оrganizations
Полезные ссылки / Useful links