Группа ученых из Центра РИКЕН для развития наук о материалах в Японии удалось провести повторные измерения спина электронов в Кремниевой квантовой точке (КТ), без изменения спина в процессе. Это типа «не снос» измерения, важные для создания квантовых компьютеров, которые являются отказоустойчивыми. Квантовые компьютеры обещают сделать его проще для выполнения определенных классов вычислений, таких как многих тел, которые являются чрезвычайно сложным и трудоемким для обычных компьютеров. По существу, предполагают измерение квантового ценность, которая никогда не бывает в одном государстве, как обычный транзистор, но вместо этого существует как «накладывается состояние» — точно так же, как знаменитый кот Шредингера не может быть живым или мертвым, пока он не наблюдается. Используя такие системы, можно проводить расчеты с кубитом, что это наложение двух значений, а затем статистически определить правильный результат. Квантовые компьютеры, которые используют единый спинов электронов в кремниевых квантовых точек считаются привлекательными из-за их потенциальной масштабируемости и потому, что кремний широко используется в электронике.
Основная трудность, однако, с развитием квантовых компьютеров заключается в том, что они очень чувствительны к внешним помехам, что делает исправление ошибок критических. Пока ученым удалось разработать один спинов электронов в кремниевых квантовых точках с длительным временем хранения информации и высокоточные квантовые операции, но квантовая номера-снос измерение — ключ к эффективной коррекции ошибок — не была донесена. Обычный метод для чтения из одиночных электронных спинов в кремний для преобразования вращения в обвинения, которые могут быть быстро обнаружены, но, к сожалению, спин электрона влияет на процесс обнаружения.
Теперь, в исследовании, опубликованном в Nature Сommunications, команда РИКЕН добилась таких не снос измерения. Ключевым моментом, который позволил группе сделать заранее, чтобы использовать модель Изинга тип взаимодействия — модель ферромагнетизма, что смотрит на то, как спины электронов соседних атомов становятся выравнивается, что приводит к образованию ферромагнетизма во всей решетки. По существу, они смогли передать спин информация — вверх или вниз — электрона в КТ в другую электронов в соседних квантовых точек с помощью Изинга тип взаимодействия в магнитном поле, а затем измерить спин соседа, используя обычный метод, так что они могли бы оставить оригинальную спина в силе, и может проводить повторные и быстрого измерения сосед.
«Благодаря этому», — объясняет директор группы Tarucha Сейго, который возглавлял исследовательскую группу, «нам удалось добиться не сноса верности размере 99%, и с помощью повторных измерениях будет погрешность отсчета 95%. Мы также показали, что теоретически это может быть увеличена до выхода 99.6%, и планируем продолжать работать в направлении достижения этого уровня».
Он продолжает, «это очень волнительно, потому что если мы сможем объединить нашу работу с высокой точностью одно — и двух-кубит ворота, которые сейчас разрабатываются, мы могли бы потенциально построить различные отказоустойчивые квантовые системы обработки информации с использованием кремниевых квантовых точек платформы.»
Работа была выполнена учеными из Центра РИКЕН для развития наук о материалах, вместе с коллегами из Университета Нового Южного Уэльса и Токийский Технологический институт.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!