Ny studie: Kvantkoherens revolutionerad med moiré-excitoner, kan förbättra kvantdatorer och nanohalvledare.

StockholmForskare vid Kyoto Universitet har tagit ett stort steg framåt inom kvantteknologi. De har hittat ett bättre sätt att mäta kvantsammanhängningstiden hos moiré-excitoner. Moiré-excitoner är par av partiklar, en elektron och ett hål, som är fångade i mönster skapade av två överlappande material. Dessa excitoner kan komma att användas i framtida nano-halvledare.

Viktiga punkter:

• Qubits är de grundläggande enheterna i kvantdatorer.
• Driften av qubits påverkas av kvantkoherenstid.
• Moiré-excitoner kan fungera som qubits men har varit svåra att mäta på grund av optisk störning.
• Kyoto University använde elektronstrålemikrofabrikation och reaktiv jonetsning för att isolera moiré-excitoner.
• Michelson-interferometri användes för att mäta deras kvantkoherenstid.

Qubits är de grundläggande byggstenarna i kvantdatorer och behöver befinna sig i ett särskilt tillstånd som kallas för kvantsammanhang för att fungera bra. Ju längre de behåller detta tillstånd, desto bättre prestation. Forskare tror att moiré-excitoner kan användas som qubits i framtida små halvledare. Moiré-excitoner bildas när par av elektroner och hål fastnar i något förskjutna mönster. Men att mäta dem exakt är svårt på grund av diffraktionsgränser och störningar från många moiré-excitoner.

Forskare vid Kyoto University löste problemet genom att använda elektronstrålemikrofabrikation och reaktiv jonetsning. Detta hjälpte dem att separera enskilda moiré-excitoner. Därefter använde de Michelson-interferometri för att mäta emissionssignalerna från dessa excitoner och bestämma deras kvantkoherenstider.

Läs också:

Idag · 22:12

Nya insikter: Djupa vänskaper ökar lyckan hos unga ensamstående

Denna upptäckt är betydelsefull eftersom den kan användas på flera sätt. Moiré-excitoner har långvarig koherens, vilket är avgörande för att förbättra kvantdatorer och andra kvantteknologier. Dessa excitoner förblir mer stabila i interferensmönster, vilket minskar förluster. Denna nya metod kan stödja mer avancerade kvantexperiment och applikationer.

Kyoto University har utvecklat en ny metod för att mäta hur länge moiré-excitoner kan upprätthålla kvantkoherens. Denna framsteg är betydelsefull för kvantteknologi och kan leda till mer stabila och effektiva kvantdatorer, vilket gynnar många vetenskapliga fält och industrier. Förbättrade koherenstider och noggranna mättekniker är lovande för framtiden inom kvantdatorer och nanohalvledarteknik.