Nowe badanie: koherencja kwantowa zrewolucjonizowana przez ekscytony moiré – krok ku lepszym komputerom kwantowym.

WarsawNaukowcy z Uniwersytetu w Kioto dokonali znaczącego postępu w technologii kwantowej. Opracowali lepszą metodę pomiaru czasu koherencji kwantowej ekscytonów moiré. Ekscytony moiré to pary cząstek, złożone z elektronu i dziury, które są uwięzione w wzorach powstałych w wyniku nałożenia się dwóch materiałów. Te ekscytony mogą znaleźć zastosowanie w przyszłych nano-półprzewodnikach.

Podstawowe punkty:

• Kubity są fundamentalnymi jednostkami komputerów kwantowych.
• Działanie kubitów jest zależne od czasu koherencji kwantowej.
• Ekscytony moiré mogą pełnić funkcję kubitów, lecz ich pomiar jest utrudniony ze względu na interferencję optyczną.
• Uniwersytet w Kioto zastosował mikrofabrykację wiązką elektronów oraz reaktywne trawienie jonowe, aby wydzielić ekscytony moiré.
• Do zmierzenia czasu koherencji kwantowej wykorzystano interferometrię Michelsona.

Kubit to podstawowa jednostka komputerów kwantowych, która musi pozostać w specjalnym stanie zwanym koherencją kwantową, aby działać efektywnie. Im dłużej utrzymują ten stan, tym lepiej funkcjonują. Naukowcy uważają, że ekscytony moiré mogą zostać wykorzystane jako kubity w przyszłościowych miniaturowych półprzewodnikach. Ekscytony moiré powstają, gdy pary elektronów i dziur zostają uwięzione w nieznacznie rozmytych wzorcach. Jednak precyzyjne ich mierzenie jest trudne z powodu ograniczeń dyfrakcji i zakłóceń wywołanych przez liczne ekscytony moiré.

Badacze z Uniwersytetu w Kioto podjęli się rozwiązania problemu za pomocą mikrofabrykacji wiązką elektronów oraz reaktywnego trawienia jonowego. To umożliwiło im rozdzielenie pojedynczych ekscytonów moiré. Następnie zastosowali interferometrię Michelsona, aby zmierzyć sygnały emisji z tych ekscytonów i określić ich czasy koherencji kwantowej.

Zobacz również:

Dzisiaj · 22:12

Głębokie przyjaźnie kluczem do szczęścia młodych singli

To odkrycie ma duże znaczenie, ponieważ może być wykorzystane na różne sposoby. Ekscytony moiré charakteryzują się długotrwałą koherencją, co jest kluczowe dla ulepszenia komputerów kwantowych i innych technologii kwantowych. Te ekscytony pozostają bardziej stabilne w prążkach interferencyjnych, co zmniejsza straty. Nowa metoda może wspierać bardziej zaawansowane eksperymenty i zastosowania kwantowe.

Matsuda zaprezentował plany na przyszłość, mówiąc: „Chcemy rozpocząć kolejny etap eksperymentów, aby rozwijać komputery kwantowe oraz inne technologie kwantowe, wykorzystując nowe nano-półprzewodniki.” Te badania mogą poprawić niezawodność kubitów, co jest kluczowe dla stworzenia praktycznych komputerów kwantowych.

Uniwersytet w Kyoto opracował nową metodę pomiaru czasu, w którym eksjtony moiré mogą utrzymać koherencję kwantową. To osiągnięcie jest kluczowe dla technologii kwantowych i może prowadzić do bardziej stabilnych i wydajnych komputerów kwantowych, co przyniesie korzyści wielu dziedzinom nauki i przemysłowi. Zwiększone czasy koherencji oraz dokładne techniki pomiarowe są obiecujące dla przyszłości obliczeń kwantowych i technologii nano-półprzewodników.