Разработан компактный, чувствительный метод считывания кубитов

Команда профессора Мишель Симмонс из института UNSW Sydney продемонстрировала компактный датчик доступа к информации, хранящейся в электронах отдельных атомов, — прорыв, который приближает нас к масштабируемым квантовым вычислениям в кремнии.

Исследование была опубликована в престижном научном журнале Physical Review X.

Квантовые биты (или кубиты), выполненные из электронов, размещенных на отдельных атомах в полупроводниках, являются многообещающей платформой для крупномасштабных квантовых компьютеров благодаря их долговременной стабильности. Создание кубитов путем точного позиционирования и инкапсуляции отдельных атомов фосфора в кремниевом чипе является уникальным австралийским подходом.

Но добавление во все соединения и ворота, необходимые для масштабирования архитектуры атома фосфора, было большой проблемой — до сих пор.

«Чтобы контролировать даже один кубит, вам нужно построить несколько соединений и ворот вокруг отдельных атомов, где не так много места», — говорит профессор Симмонс. «Более того, вам нужны высококачественные кубиты в непосредственной близости, чтобы они могли контактировать друг с другом, что возможно только в том случае, если у вас есть как можно меньше инфраструктуры ворот».

По сравнению с другими подходами к созданию квантового компьютера система Симмонс уже имела относительно низкую плотность затвора. Тем не менее, для обычных измерений по-прежнему требуется как минимум 4 затвора на кубит: 1 для управления им и 3 для его считывания.

  Ученые разрабатывают космический корабль для защиты от астероидов

Интегрируя датчик считывания в одну из контрольных ворот, команда из UNSW смогла уменьшить это значение до двух ворот: 1 для контроля и 1 для чтения.

«Наша система не только более компактна, но и интегрируя сверхпроводящую цепь, прикрепленную к воротам, мы теперь имеем чувствительность для определения квантового состояния кубита путем измерения того, движется ли электрон между двумя соседними атомами», — утверждают исследователи. «И мы показали, что мы можем делать это в режиме реального времени только с одним измерением — без необходимости повторять эксперимент и усреднять результаты».

«Полученный результат представляет собой крупный прогресс в том, как мы читаем информацию, встроенную в наши кубиты», — заключает Симмонс. «Результат подтверждает, что однократное считывание кубитов теперь достигает чувствительности, необходимой для выполнения необходимой коррекции квантовых ошибок для масштабируемого квантового компьютера.»

Цель ученых — представить 10-кубитное демонстрационное устройство к 2022 году в качестве предшественника коммерческого квантового компьютера на основе кремния.

Источник: ab-news.ru

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.