18:13 2022-01-19
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Qubiții de spin semiconductor câștigă mai multă credibilitate ca platformă principală pentru calculul cuantic
_ Qubiții de spin semiconductor câștigă mai multă credibilitate ca platformă principală pentru calculul cuantic
Cercetătorii de la QuTech — o colaborare între Universitatea de Tehnologie Delft și TNO — au făcut un pas important pentru qubiții de spin semiconductori, depășind bariera de 99% pentru fidelitatea porții de doi qubiți. Ei raportează despre descoperirile lor în Nature pe 19 ianuarie 2021 și apar pe coperta problemei. Două lucrări independente din grupuri de la UNSW Sydney și la RIKEN raportează rezultate similare în aceeași ediție a revistei Nature.
Avantaje
Qubiții de spin semiconductori sunt bine poziționați ca element de bază pentru un viitor cuantic calculator. Dintre toate platformele candidate, spinurile de electroni în punctele cuantice semiconductoare au avantaje pentru timpii lor lungi de coerență, amprenta redusă, potențialul de extindere și compatibilitatea cu tehnologia avansată de fabricare a semiconductoarelor. O provocare majoră este însă implementarea operațiunilor cu suficientă acuratețe pentru a ajunge la un rezultat fiabil. Cu cât este mai mare acuratețea – sau fidelitatea – operațiunilor, cu atât este mai mare probabilitatea ca aplicațiile pe termen scurt pentru calculatoarele cuantice să fie accesibile. Și cu atât este mai mare probabilitatea ca erorile să poată fi corectate mai repede decât apar.
Cerința centrală pentru corectarea erorilor este exprimată în termeni de un prag de eroare. Atingerea fidelităților porților de doi qubiți peste 99% a fost un obiectiv major de lungă durată pentru qubiții de spin semiconductor. Operațiile cu un singur qubit ale qubiților de spin în puncte cuantice au atins fidelități de 99,9%, dar fidelitățile raportate ale porților de doi qubit variază de la 92% la 98%.
Bariera importantă
Cercetătorii de QuTech au realizat acum un procesor cuantic bazat pe spin din siliciu cu fidelități de poartă de un singur și doi qubit, toate peste 99,5%. „Acum, că această barieră importantă de 99% pentru fidelitatea porții de doi qubiți a fost depășită, qubiții semiconductori au câștigat credibilitate ca platformă lider, nu numai pentru scalare, ci și pentru controlul de înaltă fidelitate”, spune Xiao Xue, autorul principal al lucrării. Publicare în Nature.
„Am folosit un punct cuantic dublu definit de poartă într-o heterostructură 28Si/SiGe îmbogățită izotopic, fiecare punct fiind ocupat de un singur electron. Împingerea fidelității porții de doi qubiți cu mult peste 99% a necesitat materiale îmbunătățite și metode special concepute de control și calibrare a qubitului.'
Îmbunătățiri suplimentare
Un set de poartă universală cu fidelitate de peste 99,5% este un pas important pentru qubiții de spin semiconductor. Studiile independente au arătat că citirea spin qubit cu o fidelitate de peste 98% în doar câțiva µs, cu îmbunătățiri suplimentare în curs”, spune cercetătorul supervizor Lieven Vandersypen de la QuTech. „Cu un efort suplimentar de reducere a erorilor de diafonie și de extindere a designului dispozitivelor, suntem optimiști că avantajele demonstrate individual ale qubiților de spin semiconductori pot fi combinate într-un computer cuantic tolerant la erori și foarte integrat.”
Publicații back-to-back
Această publicație face parte dintr-o serie de trei articole consecutive din Nature care raportează porți de înaltă fidelitate de doi qubiți bazate pe qubiții de spin în siliciu. O echipă de la RIKEN din Japonia a folosit, de asemenea, qubiți de spin de electroni în puncte cuantice, pentru care echipa lui Giordano Scappucci de la QuTech a furnizat stiva de materiale 28Si/SiGe. Munca lor este descrisă în Nature. UNSW Sydney (Universitatea din New South Wales) a folosit spinuri nucleare legate de impurități fosforoase din siliciu în loc de puncte cuantice. Descoperirile lor sunt descrise în Nature. Împreună, acest trio de rezultate amplifică promisiunea qubiților de spin semiconductori.
Comentarii:
Adauga Comentariu