HaberlerTeknoloji & Bilim

Bilim adamları, kayıtlardaki en sessiz yarı iletken kuantum bitlerini oluşturuyor

4 Mins read
Sessizlik lütfen: UNSW bilim adamları, kayıtlardaki en sessiz yarı iletken kuantum bitlerini yaratıyor

Sanatçılar silikondaki bir atom kübitinin malzeme ortamındaki kusurlardan kaynaklanan yük gürültüsünden korunduğu izlenimini veriyor. Kredi bilgileri: Tony Melov

UNSW Sydney’deki araştırmacılar, yarı iletken kuantum bit veya kübit için kaydedilen en düşük gürültü seviyesini gösterdiler. Araştırma yayınlandı Gelişmiş Malzemeler.

Kuantum bilgisayarların yararlı hesaplamalar yapması için, kuantum bilgisi yüzde 100’e yakın doğru olmalıdır. Şarj etmek gürültü, ses– kübitleri barındıran malzeme ortamındaki kusurlardan kaynaklanan – kübitlerde kodlanmış kuantum bilgisine müdahale ederek bilginin doğruluğunu etkiler.

Ph.D. baş yazar Ludwik Kranz, “Yarı iletken kübitlerdeki şarj gürültüsü seviyesi, büyük ölçekli hata düzeltmeli kuantum bilgisayarlarda ihtiyaç duyduğumuz doğruluk seviyelerine ulaşmanın önünde kritik bir engel olmuştur” diyor. UNSW’nin Kuantum Hesaplama ve İletişim Teknolojisi Merkezi’nde (CQC) öğrenci2T) Merkezin yan şirketi Silicon Quantum Computing (SQC) ile çalışmak.

Kranz, “Araştırmamız, şarj gürültüsünü önemli ölçüde düşük bir düzeye indirebileceğimizi ve bunun kübitlerimiz üzerindeki etkisini en aza indirebileceğimizi gösterdi” diyor.

“Üretim sürecini optimize ederek silikon çip, bir gürültü seviyesi Önceden kaydedilenden 10 kat daha düşük. Bu, herhangi bir yarı iletkenin kaydedilen en düşük şarj gürültüsüdür kübit. “

Sessiz kübitler yaratmak

Silikondaki atom kübitlerinde barındırılan elektronlardan yapılan kübit’ler – Prof. Simmons’un 2000’den beri savunduğu yaklaşım – büyük ölçekli kuantum bilgisayarlar için umut verici bir platformdur.

Bununla birlikte, silikon gibi herhangi bir yarı iletken platformda barındırılan kübitler, gürültüye karşı hassastır.

Ekibin araştırması, silikon yonganın içinde veya yüzeyin arayüzünde kusurların varlığının, şarj gürültüsüne önemli katkıda bulunduğunu ortaya koydu.

Kranz, “Silikon çipimizin kalitesini optimize etmek için çok zaman harcadığımız için bu bir sürpriz oldu, ancak bu, yakınlardaki birkaç kirliliğin bile gürültüyü etkileyebileceğini gösterdi” diyor.

Ekip, silikon çipteki safsızlıkları azaltarak ve atomları yüzeyden ve gürültünün çoğunun kaynaklandığı arayüzlerden uzağa yerleştirerek rekor kıran bir sonuç elde etti.

Prof. Michelle Simmons, “Sonuçlarımız, silikonun kübitleri barındırmak için harika bir malzeme olduğunu göstermeye devam ediyor. Kübit ortamının her yönünü tasarlama yeteneğimizle, silikondaki atom kübitlerinin yeniden üretilebilir, hızlı ve kararlı olduğunu sistematik olarak kanıtlıyoruz” diyor Prof. , Direktör CQC2T.

“Bir sonraki zorluğumuz, bu sistemde halihazırda gösterilen uzun tutarlılık sürelerinden yararlanmak için izotopik olarak saf kristalin Si-28’e geçmektir.”

Sessizlik lütfen: UNSW bilim adamları, kayıtlardaki en sessiz yarı iletken kuantum bitlerini yaratıyor

Silisyumdaki fosfor atomlarını hassas bir şekilde yerleştirmek ve kapsüllemek için kullanılan taramalı tünelleme mikroskobu ile baş yazar Ludwik Kranz Kredi: CQC2T

Zamanlama herşeydir

Ekip, yeni üretilmiş silikon çipi kullanarak, beklenmedik sonuçlarla şarj gürültüsünü karakterize etmek için bir dizi deney gerçekleştirdi.

CQC, “Yük gürültüsünü hem tek bir elektron transistörü hem de geniş bir frekans aralığında toplu olarak tutarlı bir yük gürültüsü spektrumu sağlayan değişimle eşleşmiş bir kübit çifti kullanarak ölçtük,” diyor.2Ortak yazar Dr. Sam Gorman.

Ölçümler, şarj gürültüsü olan zamanı etkileyen önemli bir faktörü ortaya çıkardı.

Dr. Gorman, “Ölçtüğümüz gürültü spektrumundan, hesaplama ne kadar uzun olursa, sistemimizi o kadar fazla gürültünün etkilediğini biliyoruz,” diyor.

“Bu, gelecekteki cihazların tasarımı için önemli etkilere sahip, kuantum işlemlerinin son derece kısa zaman dilimlerinde tamamlanması gerekiyor, böylece yük gürültüsü zamanla daha da kötüleşmiyor ve hesaplamaya hatalar ekliyor.”

Piyasada bulunan silikon kuantum bilgisayara doğru sistematik olarak çalışmak

Büyük ölçekli hatasız hesaplamalar yapmak için kuantum hesaplamaherhangi bir kuantum bilgisayarın temel yapı taşı olan iki kübitlik bir kapı,% 99’un üzerinde bir aslına veya doğruluğa ihtiyaç duyar. Bu aslına uygunluk eşiğine ulaşmak için kuantum işlemlerinin kararlı ve hızlı olması gerekir.

Yakın zamanda yayınlanan bir makalede – Fiziksel İnceleme X – Simmons grubu atomik hassasiyet yeteneklerini kullanarak kübitleri 1 mikrosaniyede okuma yeteneğini gösterdi.

SQC’nin de kurucusu olan Prof. Simmons, “En düşük yük gürültüsü sonuçlarımızla birleştirilen bu araştırma, silikondaki atom kübitlerinde% 99,99 aslına uygunluk elde etmenin mümkün olduğunu gösteriyor” diyor.

“Ekibimiz şimdi tüm bu önemli sonuçları tek bir cihazda – hızlı, kararlı, yüksek sadakat ve uzun tutarlılık süreleri ile – sunmak için çalışıyor, silikonda tam ölçekli bir kuantum işlemciye büyük bir adım daha yaklaştırıyor.”

Profesör Simmons, silikonda ilk kullanışlı, ticari kuantum bilgisayarı oluşturmak için SQC ile birlikte çalışıyor. CQC ile aynı yerde bulunur2UNSW Sydney kampüsünde SQC’nin hedefi, 2023 yılına kadar 10 kübitlik prototip kuantum entegre işlemciyi güvenilir bir şekilde üretmek için gereken kapasiteyi göstermektir.

“Ekibimizin sonuçları, fosfor atomlarını silikonda hassas bir şekilde konumlandırmaya yönelik benzersiz yaklaşımımızın, silikon kuantum bilgisayarların ticarileştirilmesi için gerekli olan, hata düzeltmeli, büyük ölçekli mimariyi inşa etmek için son derece umut verici bir olasılık olduğunu daha da doğruluyor,” diyor Prof.


Bilim adamları, ölçek büyütme için kritik olan dönüm noktasındaki kuantum yapı taşlarını güçlendiriyor


Daha fazla bilgi:
Ludwik Kranz ve diğerleri, Silikondaki Qubitlerde Şarj Gürültüsünü En Aza İndirmek İçin Tek Kristal Ortamından Yararlanma, Gelişmiş Malzemeler (2020). DOI: 10.1002 / adma.202003361

Center for Quantum Computation & Communication Technology tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Bilim adamları, 8 Ekim 2020 tarihinde https://phys.org/news/2020-10-scientists-quietest-semiconductor-quantum-bits.html adresinden alınan kayıtlardaki en sessiz yarı iletken kuantum bitlerini oluşturuyor (2020, 8 Ekim)

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin olmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

Benzer Haberler
Haberler

CHP'nin 2021 asgari ücreti: 3 bin 100 lira

1 Mins read
Milyonlarca işçinin merakla beklediği 2021 yılı asgari ücret miktarı, Aile ve Çalışma Bakanı Zehra Zümrüt Selçuk tarafından açıklandı. Buna göre asgari…
Haberler

‘Genelge beni bağlamaz’ dedi 24 kez ceza yedi

1 Mins read
Zonguldak’ta tantunici Erkan Cinbir, iş yerine müşteri alınca polisle tartıştı. Dükkanına gelen polislere “Genelge beni bağlamaz” diyen Cinbir, “corona virüsü yok” diye…
HaberlerTeknoloji & Bilim

Gökbilimciler 591 yüksek hızlı yıldız keşfetti

1 Mins read
2005 yılında ilk yüksek hızlı yıldız keşfedildikten sonra, 15 yıl içinde 550’den fazla yıldız birden çok teleskopla keşfedildi. Çin Bilimler Akademisi Ulusal…
Power your team with InHype

Add some text to explain benefits of subscripton on your services.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir