在发展强大的比赛中量子计算机,南威尔士大学(UNSW)悉尼的工程师发现了一种非常规的量子计算机解决方案:Jellybeans。
不,不是我们沉迷于甜美牙齿的不同颜色和风味的含糖零食,而是果冻量子点划定的区域从战略上放置在量子对之间,这是量子信息的基本单位。
这些量子点为在微芯片电路内的接线创造了额外的空间,而不会干扰配对量子位之间的相互作用。
虽然先前已经在砷化韧带等材料中探索过果仁骨量子点的概念,但这项研究标志着它们在硅中生存能力的首次证明,这是量子计算领域具有巨大意义的材料。
果冻救援
该研究的主要作者Arne Laucht副教授解释说,由于其现有的基础设施用于芯片生产,因此硅非常有价值,因为硅芯片被广泛用于古典计算机中。
此外,硅芯片提供了容纳大量Qubit的优势,使其成为量子计算的理想候选者。
科学家和工程师遇到了关于量子位近似的独特挑战。这些量子单位必须位于靠近的位置,以促进信息交换,但是它们还需要足够的空间来集成连接电线。在传统的方法中,随着量子比的移动以腾出接线空间,它们的互动将停止。
但是,在这款精致的舞蹈中,引入Jellybean解决方案取得了显着的平衡。
通过捕获量子位之间的其他电子,形成了一种类似弦的构型。虽然只有这种果冻结构末端的电子积极参与计算,但即使在距离隔开时,牙龈点中的电子也可以确保对配对量子量线之间的持续影响。
纸的共同作者Zeheng Wang突出了果冻量子点中额外电子数量的重要性。
他们发现,一些电子会导致该点内形成较小的水坑,而较大数量的电子围绕15至20的电子产生了更连续和均匀的果冻结构。
这种有组织的电子排列可实现明确定义的自旋和量子状态,以促进量子位的耦合。
果冻量子点
尽管这个里程碑证明了果冻量子点的可行性,但团队承认还有更多要完成的事情。他们的研究的下一个阶段涉及在果冻量子点的两端整合功能量子台并在它们之间建立通信。
“很高兴看到这项工作实现了。这增强了我们对胶凝耦合器可以在硅量子计算机中使用的信心,我们很高兴接下来尝试用Qubits实施它们,”说副教授Arne Laucht。
果胶量子点的这种创新使用为量子计算技术的发展开辟了新的途径。
量子微芯片曾经拥挤的领域有可能更容易呼吸,为开发更强大,更有效的量子计算机铺平了道路。
研究的发现是出版在《高级材料》杂志中。