Magneettisesti levitoituva kvanttibitti

FAMU-FSU:n teknillisen korkeakoulun ja Floridan osavaltionyliopiston National High Magnetic Field Laboratoryn tutkijat ovat suunnitelleet uuden kvanttilaskenta-arkkitehtuurin, joka käyttää magneettista levitaatiota tasoittaakseen suunnitteluvirheitä kvanttitietokoneen ajoon tarvittavissa monimutkaisissa biteissä.

Käyttämällä suprajohtavia magneetteja neonhiukkasten leijuttamiseen, tutkimus ratkaisee elektroni-neon-kubittilaitteissa olevan haasteen: elektronien taipumuksen jäädä loukkuun neonpinnan satunnaisiin pieniin kohoumiin, jolloin ne toimivat arvaamattomasti.

”Sen sijaan, että toivoisimme oikean nanoskaalan ominaisuuden ilmestyvän oikeaan paikkaan, haluamme päättää, missä kukin elektroni-kubitti sijaitsee”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja Wei Guo , professori. ”Magneettinen levitaatio antaa meille mahdollisuuden sijoittaa puhdas neonkuljettaja sirun yläpuolelle, samalla kun siru tarjoaa edelleen kubitin ohjaamiseen ja lukemiseen tarvittavat piirit. Tässä arkkitehtuurissa kubittia ei enää löydetä sattumalta. Se löytyy suunnitellusti.”

Elektroni-neon-kubitit, jotka käyttävät yhtä elektronia kiinteän neonin yläpuolella, ovat lupaava alusta kubittisuunnittelulle niiden tarkkuuden ja kyvyn ansiosta säilyttää kvantti-informaationsa riittävän kauan laskelmien suorittamiseksi. Elektroni sijaitsee puhtaassa ympäristössä, kun taas sen alla oleva siru tarjoaa ohjaukseen ja lukemiseen tarvittavat mikroaaltopiirit.

Tässä tutkimuksessa esitetty suunnittelu säilyttää näiden kubittien edut ja käyttää samalla levitaatiota epätasaisen pinnan satunnaisuuden poistamiseksi.

Jatkossa tutkijat aikovat käyttää suunnitteluaan rakentaakseen toimivan prototyypin elektroni-neon-kubitista.

Suunnittelun pääkomponentit – suprajohtavat silmukat, mikroaaltoresonaattorit ja kuvioidut sirurakenteet – ovat yhteensopivia kvanttilaitetutkimuksessa jo käytettyjen valmistusmenetelmien kanssa, mikä auttaa tutkijoita siirtymään suunnittelusta prototyyppiin ja siitä eteenpäin.

Aiheesta aiemmin:

Paremman kvanttibitin rakentaminen

Hiljaisempi ympäristö kubitille