Tavoitteena parempia kubitteja

29.09.2023

ORNL-topologisia-suprajohteita-350-t.jpgOak Ridge National Laboratoryn (ORNL) tutkijat pyrkivät luomaan uuden materiaalijärjestelmän tehdäkseen kubiteista kestäviä ja räätälöidäkseen niitä sovelluksiin.

Tutkijat yhdistävät suprajohteen topologiseen eristeeseen. Tuloksena on atomisesti terävä rajapinta kiteisten ohutkalvojen välillä, joissa on erilaisia symmetrisiä atomijärjestelyjä. Heidän suunnittelemansa ja rakentama uusi rajapinta voi synnyttää eksoottista fysiikkaa ja sisältää ainutlaatuisen kvanttirakennepalikan, jolla on potentiaalia toimia erinomaisena kubittina.

"Ajatuksena on tehdä kubitteja materiaaleista, joilla on vankemmat kvanttimekaaniset ominaisuudet", kertoo materiaalitutkija Robert Moore. ”Tärkeää on, että olemme oppineet ohjaamaan sekä topologisen eristeen että suprajohteen elektronirakenteita toisistaan riippumatta, jotta voimme räätälöidä kyseisessä rajapinnan elektroniikkarakennetta. Tätä ei ole koskaan aiemmin tehty."

Elektronisen rakenteen hallinnalla rajapinnan molemmilla puolin voitaneen luoda Majorana-hiukkasia materiaalin sisään.

"Majorana-hiukkanen materiaaleissa on varsin eksoottinen tila. Sen olemassaolon todistaminen edellyttää kubitin kaltaisen laitteen rakentamista ja testaamista. Se on outo tapa ajatella, mutta on tehtävä kubitti, jotta voi todistaa että se on kubitti. Tiedämme nyt, kuinka hallita materiaaleja tarvittavalle tasolle, jotta tämä tapahtuu." päättelee Moore.

MIT:n tutkijat ovat puolestaan osoittaneet uuden suprajohtavan kubittiarkkitehtuurin, joka voi suorittaa operaatioita kubittien välillä paljon paremmalla tarkkuudella kuin tiedemiehet ovat aiemmin pystyneet saavuttamaan.

Arkkitehtuurissa käytetään suhteellisen uudentyyppistä suprajohtavaa kubittia, fluxoniumia jonka käyttöaika voi olla paljon pidempi kuin yleisemmin käytettyjen suprajohtavien kubittien. Lisäksi rakenne sisältää transmonista luodun kytkentäelementin kahden fluxonium-kubitin välillä, jonka avulla ne voivat suorittaa loogisia porttioperaatioita erittäin tarkasti. Se estää ei-toivotun taustavuorovaikutuksen, joka voi aiheuttaa virheitä kvanttioperaatioihin.

Tämä fluxonium-transmon-fluxonium (FTF) -arkkitehtuuri mahdollistaa vahvemman kytkennän kuin menetelmät, jotka yhdistävät suoraan kaksi fluxonium-kubittia.

Tämä lähestymistapa mahdollisti kahden kubitin portit, jotka ylittivät 99,9 prosentin tarkkuuden ja yhden kubitin portit 99,99 prosentin tarkkuudella. Tutkijoiden fluxonium-kubitit pystyivät saavuttamaan myös yli millisekunnin koherenssiajat, jotka ovat noin 10 kertaa pidempiä kuin perinteisillä transmon-kubiteilla.

Aiheista aiemmin:

Uusia eväitä kubiteille

Korkean lämpötilan Majoranat

Edistystä suprajohteisissa kubiteissa
19.06.2024Täysin optinen fotonisiru tunnistaa ja käsittelee
19.06.2024Uusia toiveita sinkki-ilma akuille
17.06.2024Elektroneille viisikaistainen supervaltatie
14.06.2024Energiatehokasta kvanttilaskentaa magnoneilla
13.06.2024Pienenergian keruu tehostuu
12.06.2024Uusia menetelmiä 2D-materiaalien muokkaukseen
11.06.2024Infrapunan kuvaustekniikkaa arkikäyttöön
10.06.2024Kalsiumoksidin kvanttisalaisuus: lähes kohinattomat kubitit
07.06.2024Tehdä sähköä metallista ja ilmasta
06.06.2024Hämä-hämähäkki kiipes elektroniikkaan

Siirry arkistoon »