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量子计较的冲破:三个自旋立方体的纠缠在硅中得以实现

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 楼主| 瑭剌 发表于 2021-9-18 19:59:17 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
日本理化学研讨所团队将可纠缠的硅基自旋量子比特的数目从两个增加到三个,突出了自旋量子比特实现多量子比特量子算法的潜力。量子计较机有能够在停止某些范例的计较时将传统计较机甩在死后。它们基于量子位,或称量子比特,相当于传统计较机利用的比特的量子。



虽然没有其他一些量子比特技术那末成熟,但被称为硅量子点的细小硅块具有一些特征,使其对实现量子比特具有高度吸引力。这些特征包括长相关时候、高保真电气控制、高温操纵和庞大的可扩大性潜力。但是,要有用地毗连几个硅基自旋量子比特,关键是要可以纠缠两个以上的量子比特,这是物理学家们迄今为止一向没法霸占的成就。



Seigo Tarucha(右二)和他的同事在一个完全可控的硅自旋量子比特阵列中实现了一个三量子比特纠缠状态。

理化学研讨所新兴物资科学中心的Seigo Tarucha和五位同事现在已经在硅中初始化并丈量了一个具有高保真度的三量子比特阵列(量子比特处于预期状态的几率)。他们还将三个纠缠的量子比特组合在一个装备中。

这个演示是朝着扩大基于自旋量子比特的量子系统的才能迈出的第一步。"两量子位操纵足以停止根基的逻辑计较,"Tarucha诠释说。"但三量子比特系统是扩大范围和实施纠错的最小单元。"

该团队的装配由硅/硅-锗异质结构上的三量子点组成,并经过铝门控制。每个量子点可以承载一个电子,其自旋上升和自旋下降状态可以编码一个量子比特。一个片上磁铁发生了一个磁场梯度,将三个量子比特的共振频次分隔,这样它们便可以被零丁处置。

研讨职员首先经过实现一个双量子位门将其中的两个量子位纠缠在一路,这是一个小型的量子电路,组成了量子计较装备的组成部分。然后他们经过连系第三个量子位和门实现了三量子位的纠缠。由此发生的三量子位状态具有88%的明显高的状态保真度,并处于可用于纠错的纠缠状态。

"这个演示只是带来大范围量子计较机的大志勃勃的研讨进程的起头。"Tarucha说:"我们计划利用三量子比特装配演示原始的纠错,并制造出具有十个或更多量子比特的装配。此后还将计划开辟50到100个量子比特,并实施更复杂的纠错协议,为在十年内实现大范围量子计较机摊平门路。"

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