Uusia kubittiratkaisuja

21.11.2023

Argonne-kvantti-informaatio-yhden-elektronin-kubitissa-350-t.jpgArgonne National Laboratoryn ja kumppanit ovat saavuttaneet merkittävän läpimurron kvantti-informaation säilyttämiseksi yhden elektronin kvanttibitissä

He ovat pidentäneet uudentyyppisen kubittinsa koherenssiaikaa vaikuttavaan 0,1 millisekuntiin – lähes tuhat kertaa paremmaksi kuin edellinen ennätys.

"Erilaisten olemassa olevien kubittien joukossa elektronivarauskubitit ovat erityisen houkuttelevia niiden valmistuksen ja toiminnan yksinkertaisuuden vuoksi sekä yhteensopivuuden vuoksi klassisten tietokoneiden olemassa olevien infrastruktuurien kanssa", sanoo Notre Damen yliopiston professori Dafei Jin." Tämän yksinkertaisuuden pitäisi näkyä alhaisina kustannuksina suurten kvanttitietokoneiden rakentamisessa ja käytössä."

Ryhmän kubitti on yksi elektroni, joka on loukussa ultrapuhtaalla kiinteällä neonpinnalla ja tyhjiössä. Neonalusta pitää elektronikubitin suojattuna ja takaa luonnostaan pitkän koherenssiajan.

"Elektronikubitimme pitkän käyttöajan ansiosta voimme hallita ja lukea yksittäisiä kubittitiloja erittäin tarkasti", sanoo Xinhao Li, Argonnen tohtorintutkija. Tämä aika ylittää selvästi kvanttilaskennan vaatimukset.

10 - 100 operaation sijaan kubitimme voivat suorittaa 10 000 operaatiota erittäin suurella tarkkuudella ja nopeudella, toteavat tutkijat aiheen tiedotteessa.

Tiimi saavutti myös merkittävän virstanpylvään osoittamalla, että kahden elektronin kubitit voivat kytkeytyä samaan suprajohtavaan piiriin siten, että informaatiota voidaan siirtää niiden välillä piirin kautta. Tämä merkitsee keskeistä askelta kohti kahden kubitin lomittumista, joka on kvanttilaskennan kriittinen näkökohta.

Delftin teknillisen yliopiston (TU Delft) tutkijat osoittivat äskettäin Cooperin-parin jakamisen sen kahdeksi elektronin komponentiksi hallittavalla tavalla. Heidän tutkimustyönsä voisi avata uusia väyliä suprajohtavuuden ja lomittumisen tutkimukselle kvanttipistejärjestelmissä.

Temppu tapahtuu hybridissä kvanttipistejärjestelmässä, joka pitää elektronit myös paikallaan jakamisen jälkeen.

Tällaisella tempulla on useita potentiaalisia sovelluksia. Lupaavin näistä on ehkä Cooper-parilaatikona tunnetun kubitin solid-state -toteutuksen aikaansaaminen. Jo aiemmin QuTechin ja Eindhovenin teknillisen yliopiston tutkijat loivat eräänlaisia köyhän miehen Majorana-hiukkasia kahden kvanttipisteen avulla.

Tällä kertaa suprajohtava saari toimii kubittina ja sen viereiset kaksi kvanttipistettä toimivat luku- ja ohjauselektrodeina. Tämä hallittu jakaminen voi johtaa siihen, että suprajohtava saari pysyy koherentissa superposition tilassa, mikä mahdollistaa kvantti-informaation koodaamisen ja manipuloinnin.

Aiheesta aiemmin:

Tavoitteena parempia kubitteja

Edistystä suprajohteisissa kubiteissa

Kvanttipisteisiä ja nemaattisia kubitteja
01.03.2024Tulevaisuuden kubitti luotiin kvanttiprosessoriin
29.02.2024Uudenlaisia ratkaisuja pienen koon tehokäyttöihin
28.02.2024Fotonien napakymppi ja tehokas ylösmuunnos
27.02.2024Elektroneja murto-osina grafeenissa
26.02.2024Elektronin ja fononin vuorovaikutuksen mysteeri
24.02.2024Entistä tehokkaampia aurinkokennoja
23.02.2024Uusi resepti kvanttisimuloinnille
22.02.2024Li-ion-johteita uuden suunnan kestäville akuille
21.02.2024Uusi laji magnetismia
20.02.2024Hyppivät atomit muistavat missä ne ovat olleet

Siirry arkistoon »