日本理化学研究所在硅量子点寿命研究上获得进展
发布时间：2023-05-19 13:24:32 所属栏目：外闻 来源：
导读：日本理化学研究所物理学家开发了一种优化半导体纳米装置的理论模型,证明精心设计的量子点可以制造出强大的硅空旋量子位,能够抵御噪音。这项研究对于理解去噪和设计大规模量子计算机至关重要。
物理化学研究所三位
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日本理化学研究所物理学家开发了一种优化半导体纳米装置的理论模型,证明精心设计的量子点可以制造出强大的硅空旋量子位,能够抵御噪音。这项研究对于理解去噪和设计大规模量子计算机至关重要。 物理化学研究所三位物理学家开发的用于优化半导体纳米器件的理论模型将有助于扩大量子硬件的规模。 被困在半导体设备中的电子为未来的量子计算机提供了一个很有前途的构建模块。电子有一种被称为自旋的特性，当被测量时，它以两种状态之一存在，就像传统计算中使用的二进制信息或比特。但由于其量子性质，自旋可以存在于两种状态的叠加中。这些量子比特，或称量子比特，是量子信息处理的核心。 彼得-斯塔诺和两位同事为优化基于硅量子点的自旋量子比特的设计开发了一个理论模型。电子或其带正电的对应物，即空穴，可以被隔离在被称为量子点的微小半导体块中。但电子和空穴的自旋只能在有限的时间内保持其量子状态。来自自旋环境的干扰，或噪音，可以改变自旋状态。理化学研究所新兴物质科学中心（CEMS）的彼得-斯塔诺解释说："一旦一个量子状态被分配给一个量子比特，它立即开始消退。" 现在，斯塔诺与CEMS的同事Ognjen Malkoc和Daniel Loss一起，从理论上建立了一个被困在硅量子点中的孔的模型。利用这个模型， 他们证明了大部分空穴等离子体自旋电荷保持其量子静态平衡状态的时间长度取决于量子点的大小和形状以及施加在它自己身上的磁场和施加的电场。 该团队通过超越既定的理论模型，确定了量子点的稳健配置。斯塔诺说："我们的结果表明，通过精心设计一个量子点，并以特定的方式放置电场和磁场，我们可以找到甜蜜点，在这些甜蜜点上，硅空穴-自旋量子比特对电噪声具有明显的鲁棒性。" 这突出了自旋量子比特的主要优势之一--它们在很大程度上不受电噪声的影响，电噪声是每个半导体设备中存在的最强类型的噪声。 但是去噪只是优化量子点用于量子信息处理时的设计考虑之一。读取、写入和操作量子信息的速度和可靠性也很重要。 "所有这些方面都会对量子点设计有类似的敏感性，"斯塔诺说。"我们的目标是利用这里也看到的敏感性，并优化自旋-量子位设计。"以实现更高的性能。"这是一个非常重要的领域，因为它可以提供比传统光刻技术更好的效率，"斯塔诺说。" （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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