Tutkijat testaavat elektroneja kiteissä uutena kubittina

Technical University of Denmark (DTU) Thomas Sand Jespersenin mukaan on vielä epäselvää, minkä tyyppinen kubitti on paras ratkaisu kvanttitietokoneelle.

”Kubittien etsiminen ja tutkiminen täysin uusista paikoista on edelleen ajankohtaista. Tämä on yksi niistä asioista, joita parhaillaan työskentelemme ryhmässäni yhdessä eurooppalaisten tutkimusryhmien konsortion kanssa Italiasta, Ranskasta, Ruotsista ja Puolasta”, sanoo Thomas Sand Jespersen.

DTU:n tutkijoiden parhaillaan tutkima uusi kubitti on löydetty materiaalista, joka kuuluu kompleksisten oksidien luokkaan.

Kompleksisella oksidilla on suhteellisen monimutkainen kiderakenne ja se sisältää tyypillisesti useita alkuaineita. Yksi näistä on happi, kuten sanasta "oksidi" käy ilmi. Niitä käytetään jo laajalti energiatekniikassa, ja oksidien tutkimuksella on pitkä historia DTU Energyssä.

Mutta käy ilmi, että niillä on myös joitakin ainutlaatuisia elektronisia ominaisuuksia matalissa lämpötiloissa, mikä tekee niistä kiinnostavia kvanttiteknologian ja kubittien kannalta. Tällä hetkellä DTU:n tutkijat tarkastelevat strontiumtitanaattia, koska materiaali on eksoottinen, kuten professori asian ilmaisee.

"Strontiumtitanaattia kutsutaan kvanttimateriaaliksi. Tämä tarkoittaa, että emme voi välttää kvanttimekaniikan käyttöä, jos haluamme kuvata sen ominaisuuksia. Materiaali on erittäin vuorovaikutteista. Tämä näkyy esimerkiksi siinä, että se kietoo elektronien liikkeen kidevärähtelyihin, mikä tarkoittaa, että elektronit voivat todella aistia toisensa ja reagoida ryhmänä.

Hän selittää, että verrattuna muihin materiaaleihin, kuten kvanttiteknologiassa usein käytettyyn piihin, siellä elektronit ovat melko välinpitämättömiä toisistaan – ne yksinkertaisesti seuraavat omi polkujaan ja haluavat jatkaa matkaansa rauhassa.

Strontiumtitanaatin elektronien etuna on, että niitä voidaan – kenties – käyttää kubitteina, ja niiden tilan hallintaan ja lukemiseen voidaan kehittää uusia menetelmiä.

”Jos onnistumme hyödyntämään strontiumtitanaatin elektroneja, voimme mahdollisesti luoda uusia kubitteja, jotka voivat toimia paljon nopeammin kvanttitietokoneessa”, sanoo Thomas Sand Jespersen ja lisää: "Toistaiseksi se näyttää lupaavalta."

Aiheesta aiemmin:

Tavallinen kide ihanteellinen kryogeenisen lämpötilan valotekniikalle