2 秒以上存続するスケーラブルな量子メモリを作成

AWS 量子ネットワークセンターとハーバード大学の研究者が、量子メモリについて次の場所で発表します。

ダイヤモンドのシリコン空孔の基礎。この技術はスケーラブルな量子ネットワークへの道を開くと科学者たちは言う。

量子ネットワークでは、情報は以下を使用して送信されます。絡み合った量子ビットまたはキュービット、と科学者は説明しています。量子メモリは、光子にエンコードされた量子ビットを測定せずにキャプチャして保存できる小型の量子コンピューターです。衝撃があればエンタングルメントは破壊されますが、必要に応じて量子メモリ内のキュービットを処理および再コーディングできます。

彼らの研究では、科学者はテクノロジーを使用し、これは、シリコン空孔の中心と呼ばれます。これらは、ダイヤモンド結晶に埋め込まれた個々のシリコン原子の周りの電子で構成される量子ビットです。シリコンの空孔は、光子を誘導するパターン化されたダイヤモンド ワイヤに埋め込まれています。電子の量子状態に応じて、光子はさまざまな方法で反射されます。これにより、電子のスピンに量子情報を保存できます。

私たちのシステムは光変調器に似ています。インターネット トラフィックのほとんどを伝送します。光変調器と同様に、当社の量子メモリは、「オン」または「オフ」に応じて、光を透過または反射するスイッチです。従来の変調器とは異なり、私たちの変調器は、大きな電気信号ではなく、単一の電子によってオンとオフが切り替えられ、オンとオフの量子重ね合わせが可能です。

David Levonian、論文共著者、Phys.org とのインタビューで

A) シリコン空孔中心の量子準位ダイヤモンド。電気制御パルス "MW" と "RF" は、原子核と電子の磁気スピンを上下に切り替えることができます。 B) および C) 電子顕微鏡下でのデバイスの画像。シリコンの空孔は、光子を誘導するパターン化されたダイヤモンド ワイヤに埋め込まれています。画像: Stas et al., Science

電子スピンは相互作用に非常に便利です光子を持っていますが、磁場や電場にも敏感です、と研究者は指摘しています。この感度により、コヒーレンスの時間が短縮されます (量子状態の保存)。この問題を解決するために、研究者は量子情報を電子からより不活性な核スピンに転送する技術を開発しました。

一連の実験で、科学者たちは次のことを示しました。メモリは 4K (以前のシステムのように 0.1K ではなく) で動作し、比較的長期間にわたって情報を保持できます。この研究の著者は、メモリモジュールが動作する温度のこのような一見取るに足らない変化でさえ、冷却コストを1桁削減すると述べています。

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