2020年7月13日188博金宝备用地址

QuTech研究人员率先建成单孔量子比特

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QuTech研究人员率先建成单孔量子比特

一个在建筑的觊觎很多和很强大的量子计算机的关键挑战是量子位(量子比特),可扩展到大量的建设。仅使用标准的半导体制造技术,从QuTech研究人员现在已经证明,一个单一的孔,被困在一个锗量子点,可以有效地使用作为一个量子位。他们的研究结果发表在性质7月10日通信。

晶体管,半导体器件,是在几乎所有现代电子学的主要活性成分,因此在人类历史上最复制的人造结构。这些半导体中的载流子可以是电子或空穴 - 空穴暂时缺乏,其中一个可以在半导体的原子晶格存在的电子的。在过去的几十年里,半导体制造技术已经发展到能够创造的几个甚至一个单一的,这些电荷载体,规模在其量子行为是占主导地位的诱捕的纳米尺寸结构的水平。值得注意的是,研究半导体材料建造的量子位在历史上几乎全部被集中在使用电子。

与特性良好的孔
一个洞是不是一个真正的粒子,而是准粒子。它,然而,具有良好的性能,可以使可能使这是一个很好积木量子计算机。单孔可以保持自己的量子态的时间足够长的时间,使量子计算。他们也只能使用电信号,从而限制了无需外部元件来控制他们,用户可以方便地操纵倍增。这些特性已经预测在2005年但直到现在它一直没能分离单个孔,并用它作为量子比特。代尔夫特理工大学和TNO之间的合作 - - 缅Veldhorst在QuTech的小组现在已经实现了这一壮举。

回到锗
最先晶体管做过,1947年,包括材料锗。如今,大多数半导体器件由纯硅的,因此,大部分研究成可扩展的肘已经基于使用硅。两年前,然而,佐丹奴Scappucci的QuTech组显示的可行性,以高品质的需要量子位的构建锗结构。现在,门诺Veldhorst和他的同事们建立了一个锗量子点能够捕捉单个孔(​​半导体粒子大小只有几纳米)。“锗量子点拥有所有的必需品,” Veldhorst解释。“他们用同样的方法制成用来放十亿个晶体管的传统计算机芯片上。我们设想一下,锗,量子位可以以同样的方式来扩大规模。”

扩大
目前的结果是使用锗取得了一系列在量子突破计算组Veldhorst的的顶点。188博金宝备用地址今年早些时候,并在性质,他们出版了两量子比特逻辑的第一个实现锗。他们现在正在建设中的锗孔开出更大的量子位阵列,将可扩展的量子系统,因此量子计算机,日益密切。

更多信息:
单孔自旋量子位
W.亨德里克斯,W. I. L.劳瑞,L.佩蒂特,A Sammak,G Scappucci&M. Veldhorst

自然通讯2020年7月10日
https://doi.org/10.1038/s41467-020-17211-7

联系:
欲了解更多信息,您可以联系:
缅Veldhorst,在QuTech和路线图领导人QuTech学院组长
m.veldhorst@tudelft.nl

照片来源:
卢卡·佩蒂特

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