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 · 17:05

Nowoczesna medycyna: przełom w pracy dzięki technologii rozpoznawania mowy w środowisku medycznym

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.