Uusi kubittialusta luodaan atomi kerrallaan

16.10.2023

IBS-kubittialusta-atomeista-350.pngKorealaisen Ewha Womans yliopiston IBS Center for Quantum Nanoscience (QNS) -tutkijat ovat ottaneet uraauurtavan askeleen eteenpäin kvanttitietotieteessä.

hteistyössä kansainvälisten ryhmien kanssa he loivat uuden elektroni-spin-kubittialustan, joka koottiin atomi atomilta puhtaalle pinnalle.

Toisin kuin aikaisemmat atomikvanttilaitteet pinnoilla, joilla voitiin hallita vain yhtä kubittia, QNS:n tutkijat osoittivat onnistuneesti kyvyn ohjata useita kubitteja samanaikaisesti, mikä mahdollisti yhden, kahden ja kolmen kubitin porttien käytön.

Tutkijakommenttien mukaan kyseessä on suuri askel kohti monikubittisia järjestelmiä.

QNS:n ryhmä kehitti uudenlaisen alustan, joka koostuu yksittäisistä magneettisista atomeista, jotka on sijoitettu ohuen eristeen koskemattomalle pinnalle. Atomit voidaan sijoittaa tarkasti käyttämällä pyyhkäisytunnelimikroskoopin (STM) kärkeä ja sitten niitä voi manipuloida elektronispinin resonanssin (ESR-STM) avulla.

Luentan saavutettiin käyttämällä anturikubittia tunneliliitoksena ja toteuttamalla pulssimainen kaksoiselektronispinin resonanssi. Nopeat yhden, kahden ja kolmen kubitin toiminnot esitettiin siten täysin sähköisellä tavalla.

Tämä atomimittakaavan ohjaus on antanut tutkijoille mahdollisuuden manipuloida kvanttitiloja johdonmukaisesti. He loivat myös mahdollisuuden ohjata etäkubitteja, mikä avasi polun jopa kymmenien tai satojen kubittien skaalaamiseen virheettömässä ympäristössä.

Tutkijoiden mukaan tämä tutkimus merkitsee merkittävää poikkeamaa muista qubit-alustoista, kuten fotonilaitteista, ioni- ja atomiloukuista sekä suprajohtavista laitteista. Yksi tämän pintapohjaisen elektroni-spin-lähestymistavan ainutlaatuisista eduista on saatavilla olevien spinlajien runsaus ja laaja valikoima kaksiulotteisia geometrioita, jotka voidaan koota tarkasti.  

Kubittityyppi

Ominaisuudet

Atomikubitti pinnalla

Uusi elektroni-spin kubittialusta koottuna atomi kerrallaan. Ainoa lajiaan

Suprajohtava

Suuret porttinopeudet ja tarkkuudet mutta lyhyt koherenssiaika

Ansoitettu ioni

Korkea porttitarkkuudet ja pitkä koherenssiaika mutta heikko kubittien välinen liitettävyys.

Piin spin / Kvanttipiste

Hyödyntää nykyistä puolijohdeteknologiaa mutta lyhyt koherenssiaika

Fotoniikka                

Ei tarvitse kryogeniikkaa tai tyhjiötä mutta sillä on fotonihäviöstä johtuvaa kohinaa

Jatkossa tutkijat ennakoivat tulevan esiin kvanttitunnistuksen, laskennan ja simuloinnin protokollia, joissa käytetään näitä tarkasti koottuja atomiarkkitehtuureja.

Aiheesta aiemmin:

Tavoitteena parempia kubitteja

Paremman kvanttibitin rakentaminen

Yksinkertaisempi suunnitelma kvanttitietokoneille

11.04.2024Kudottavia ohuita puolijohdekuituja
10.04.20242D-antenni tehostaa hiilinanoputkien valontuottoa
09.04.2024Lisää tiedonsiirtokapasiteettia langattomaan viestintään
08.04.2024Korkealaatuisia mikroaaltosignaaleja fotonisirulta
05.04.2024Kahden konstin grafeeni
04.04.2024Kohti utopistisia verkkoja
03.04.2024Lehtipihan hyönteinen inspiroi näkymättömyysrakenteita
02.04.2024Aivojen inspiroima langaton anturijärjestelmä
01.04.2024Uusi energiatehokas mikroelektroninen rakenne
29.03.2024Harppaus kohti valon nopeita tietokoneita

Siirry arkistoon »