《硅为控制量子比特提供了更快的算法》

  • 来源专题:集成电路设计
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2018-06-24
  • 由于硅片中自旋,轨道相互作用的增强,量子比特现在更容易被量子计算中的设备所操控。

    硅量子计算机芯片有可能容纳数百万量子比特或量子位,以便比当今计算机的比特更快地进行信息处理。这转化为了高速数据库搜索,更好的网络安全和高效的材料和化学过程模拟。

    现在,来自普渡大学,荷兰代尔夫特理工大学和威斯康星大学麦迪逊分校的研究小组发现,硅具有独特的自旋,轨道相互作用,可以使用电场来操纵量子比特,而不需要任何人造因子。

    普度大学电气与计算机工程学院研究助理教授Rajib Rahman说:“在电子自旋中编码的Qubits在硅中特别长寿,但它们很难通过电场控制。旋转轨道相互作用是量子比特设计的一个重要的旋钮,在传统上被认为这种材料是很小的。”

相关报告
  • 《突破!量子点控制方法找到为开发量子存储器提供可行途径》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2019-02-27
    • 据来自剑桥大学的消息,该校研究人员日前找到了能够控制半导体量子点中原子核排列的方法,从而为开发量子存储器提供了可行途径。 量子点是由数千个原子组成的晶体,每一个原子都与被捕获的电子发生磁相互作用。如果不干涉的话,这种拥有核自旋的电子相互作用,限制了电子作为量子比特(量子位)的作用。剑桥大学卡文迪许实验室阿塔图雷教授领导的研究团队,利用量子物理学和光学原理,研究探索量子计算、传感性及其在通信领域的应用。目前他们对目标量子组合进行连贯性刺激导致了量子多体现象,为制造量子信息存储器带来了可能。 以往研究表明,在自旋量子位元和目标量子组之间一个确定的共格界面仍然难以捉摸。在这项新实验中,研究人员首先使用一个电子,将半导体量子点中原子核自旋组合冷却到原子核边带分解态;然后采用一种全光学方法来观察单个量子化电子—原子核的自旋态转变;最后,对自旋波中单个集体核自旋进行相干光旋转。这些努力使得每个量子点自旋量子位成为本地存储器的基础,并为孤立的多体系统的量子工程提供了一个固体平台。 “量子点提供了一个理想的界面,由光线作为介导,可以控制和利用个体互动旋转的动力学系统。”阿塔图雷说,原子核可以从电子中随机“窃取”信息的现象是可以得到利用的。事实上,当研究人员利用激光技术将原子核“冷却”到小于1毫开尔文,来探索电子和成千上万原子核之间的相互作用时,他们发现可以控制并操纵成千上万个原子核整齐地形成一个单体,证明量子点中的原子核可以与电子的量子位交换信息,并且可以像存储器件那样用于存储量子信息。研究还证明,在量子点中,存储元件自动存在于每个量子位中。 主要研究人员甘高夫博士说,这一发现将重新引起人们对半导体量子点的兴趣,并提供了研究量子模拟复杂系统动力学的工具。 微雕艺术常令人称奇,而现代人不仅实现了原子核级别的微雕,还能让超细微的结构有秩序地运动起来,成为量子存储和计算单元。想要突破摩尔定律必须掌握更好的量子信息材料。希望这些神奇的“杂技”会以某种方式标准化、普遍化,存在于我们未来的手机里。
  • 《金刚石中单硅空位自旋的相干声控制》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2020-03-31
    • 声子被认为是一种通用的量子转换器,因为它们能够与各种各样的量子系统相耦合。在这些系统中,固态点缺陷自旋被认为是寿命较长的光学可达量子存储器。最近的研究表明,金刚石中的反转对称缺陷,如带负电荷的硅空位中心(SiV),具有高度易受应变影响的自旋量子位。在这里,我们利用这种应变响应来实现单SiV自旋的相干和低功率声学控制,并执行单自旋的声驱动拉姆齐干涉测量。我们的结果证明了一种有效的自旋控制方法,为强自旋声子耦合和声子介导的混合量子系统提供了一条途径。