用孔计算量子计算

Quantum Computers，凭借创造新材料和解决棘手的数学问题的承诺，是许多物理学家的梦想。现在，他们正在慢慢接近世界各地的许多实验室的可行实现。但掌握仍有巨大挑战。一个中央是稳定量子位的构造 - 量子计算的基本单元，称为＃34; qubit＆＃34;对于短的 - 可以联网。在一项在自然材料上发表的研究中，由Ist Austria的Katsaros Group的Daniel Jirovec与来自意大利科莫的L-Ness大学大学中心的研究人员密切合作，科学家们现在已经创造了一个新的和有前途的候选系统，可靠qubits。

研究人员使用所谓的旋转来创建了这些量子位。每个孔都只是缺乏电子中的电子。令人惊讶的是，缺失，带负电的粒子可以物理地被处理好像它是正电荷的颗粒一样。当相邻电子填充孔时，它甚至可以在固体中移动。因此，有效地，被称为带正电荷颗粒的孔向前移动。

这些孔甚至携带旋转的量子力学性能，如果彼此接近，可以相互作用。 ＆＃34;我们在L-ness的同事分层了几种不同的硅和锗混合物，只有几纳米彼此厚。这让我们将洞限制在中间的富锗层中，＆＃34; Jirovec解释道。 ＆＃34;在上面，我们添加了微小的电线 - 所谓的栅极 - 通过向它们施加电压来控制孔的运动。带正电荷的孔对电压反应，并且可以在其层内极其精确地移动。＆＃34;

使用这种纳米级控制，科学家们将两个孔彼此移动，以创建QUBET的互动旋转。但要做出这项工作，他们需要将磁场应用于整个设置。在这里，他们的创新方法发挥作用。

在他们的设置中，Jirovec和他的同事不能只移动漏洞，但也改变了他们的财产。通过工程不同的孔特性，它们使用小于10毫卡的磁场强度创建了两个相互作用的孔旋转的QUBit。与其他类似的Qubit设置相比，这是一种弱磁场，其使用至少十倍的领域。

但为什么相关？ ＆＃34;通过使用我们的分层锗设置，我们可以降低所需的力量，因此允许我们与超导体的组合，通常由强磁场抑制，＆＃34; Jirovec说。超导体 - 没有任何电阻的材料 - 由于它们的量子机械性质而支持几个Qubits的连接。这可能使科学家能够建立组合半导体和超导体的新型量子计算机。

除了新的技术可能性之外，由于其处理速度，这些孔旋转QUBITS看起来很有希望。每秒高达1000万行动，而且它们似乎持续150微秒的寿命似乎特别可行。通常，这些属性之间存在权衡，但这种新设计使两个优点在一起。更多信息：平面GE，自然材料（2021）中的单次三态孔旋转量子位。 DOI：10.1038 / s41563-021-01022-2，www.nature.com/articles/s41563-021-01022-2