روش جدیدی برای دستکاری کیوبیت‌های کوانتومی

تاریخ : ۰۲ مرداد ۱۳۹۶

تعداد بازدید : ۶۰۳

5 امتیاز از 1 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان روشی جدید برای دستکاری کیوبیت‌های کوانتومی ارائه کردند. این روش می‌تواند توسعه فناوری محاسبات کوانتومی را یک گام به جلو ببرد.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا موفق به ارائه روش جدیدی برای کنترل و دستکاری کیوبیت سیلیکون شده است. یکی از دلایل جذابیت این یافته محققان آن است که آنها روشی برای اندازه‌گیری و کنترل تفاوت انرژی حالت‌های چاه الکترونی در نقاط کوانتومی سیلیکونی ارائه کرده‌اند که یکی از موضوعات کلیدی در تحقیقات محاسبات کوانتومی است. این روش می‌توان محاسبات کوانتومی را یک گام به جلو ببرد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Coherent manipulation of valley states at multiple charge configurations of a silicon quantum dot device در نشریه Naure Communications به چاپ رسیده است.
شونفیلد از محققان این پروژه می‌گوید: « یک کیوبیت منفرد می‌تواند در یک حالت ترکیبی موج مانند پیچیده بین صفر و یک وجود داشته باشد. برای حل این مشکل، کیوبیت‌ها باید با هم در تماس باشند بنابراین کنترل طبیعت موج‌مانند آنها بسیار ضروری است.»
نقاط کوانتومی سیلیکونی بسیار کوچک هستند و با ابعاد نانومتری خود می‌توانند الکترون‌ها را به دام بی‌اندازند. یکی از مهمترین خواص آنها، حالت چاه در آنها است که الکترون یک چشم‌انداز غیرخطی را در ساختار بلور سیلیکون تجربه می‌کند. این حالت چاه موقعیتی در ممنتوم الکترون بوده که بر خلاف موقعیت فیزیکی واقعی آن است.
محققان دریافتند که کنترل حالت‌های چاه برای کدگذاری کیوبیت‌های سیلیکونی ضروری است چرا که هر گونه نقص در ساختار بلور سیلیکون منجر به تغییر انرژی چاه به شکل پیش‌بینی نشده‌ای می شود.
در دمای نرمال، الکترون را نمی‌توان به نقطه کمترین انرژی در چاه کشاند بنابراین برای اندازه‌گیری اختلاف بسیار کم دو نقطه در چاه باید دما را تا نزدیک صفر مطلق کاهش داد. این گروه با استفاده از پالس‌های الکتریکی موفق به حرکت الکترون به درون و بیرون چاه شدند و با این کار میان دو حالت چاه سوئیچ کردند.
بعد از دستکاری الکترون‌ها، محققان یک حسگر نانوسیمی را به نزدیک الکترون‌ها آوردند که در اثر تغییر فاصله، مقاومت سیم تغییر کرده و می‌توان اندازه‌گیری مورد نظر را انجام داد.
این گروه تحقیقاتی با این روش موفق شدند برای اولین بار اقدام به اندازه‌گیری تفاوت انرژی بسیار کم میان دو چاه کنند که با روش‌های رایج انجام آن غیر ممکن است.

منبع : https://phys.org/news/2017-07-physicists-approach-silicon-qubits.html

نظر شما