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科学家破解量子比特稳定运行难题!仅需挖掉一个电子就可以实现

2021-04-07 09:06 前瞻网   

 

科学家破解量子比特稳定运行难题!仅需挖掉一个电子就可以实现

量子计算机是无可否认的计算科技的未来,但量子的不稳定态一直困扰着科学界。这让量子技术并没有达到足以投入量产的成熟状态。日前,一项新的研究演示了使用空穴让微型量子计算机可量产的方法。该研究确定了一个“最佳位置”,在这个位置上量子比特对噪声最不敏感(确保更长的信息保留时间),并且可以同时以最快的速度运行。

使自旋与电场间接相互作用这一现象被称为自旋轨道相互作用。当这种相互作用很强时,任何运行速度的提高都会被相干性的损失(本质上是我们可以保留量子信息多长时间)所抵消。

研究人员表示,“如果电子开始与我们在实验室中施加的电场进行互动,这意味着它们也将暴露于任何材料中存在的不想要的,波动的电场(通常称为“噪声”)中,这些电子的脆弱量子信息将被破坏。 ”

但是该项研究使用空穴表明这种担心是没有道理的。空穴可以被视为缺乏电子,其行为类似于带正电的电子。以此方式,可以使量子比特变得坚固,以抵抗源自固体本底的电荷波动。

而且,量子比特对这种噪声最不敏感的“最佳位置”也是它可以达到最快运行速度的位置。

研究证明了每一个量子比特都存在这么一个平衡点。达到这些点将有助于尽可能长时间地保存量子信息。这也将提供“扩展”量子位的策略,即构建可以用作微型量子计算机的位的“阵列”。

这一理论预测对于扩大量子处理器至关重要,并且已经进行了首次实验。使用硅中的受体对空穴量子比特进行的实验已经成功达到了了比研究团队预期的更长的相干时间。令人鼓舞的是,这些观察都建立在牢固的理论基础上。空穴量子比特的前景确实是光明的。

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责任编辑: 4114RWL

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