Nieuwe qubits gemaakt van ‘gaten’ in halfgeleiders zijn beter geschikt voor quantum computing

“Gaten” – hypothetische elementaire deeltjes in halfgeleiders – kunnen worden gebruikt als qubits –

"rekeneenheden" van kwantumcomputers. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.

Twee jaar onderzoek resulteerde inkwantumverstrengelingseffecten en gatencontrole in dunne lagen halfgeleiderverbindingen. Het zijn de gaten die reageren op zwakkere magnetische velden, wat het mogelijk maakt om ruis in kwantumcomputers te verminderen en computers te maken met een groot aantal qubits.

De kwestie van het gebruik van gaten als qubits is:positief geladen quasideeltjes met een lading gelijk aan de lading van een elektron - wetenschappers waren betrokken bij het MaGnum-project (Majorana-gebonden toestanden in Ge / SiGe-heterostructuren), dat in maart 2021 werd voltooid. Het project werd als een succes erkend, omdat in de loop van laboratoriumexperimenten meerlagige dunnefilmstructuren met spinqubits uit gaten werden gecreëerd.

Wetenschappers van de verbinding van germanium en silicium hebben gemaaktbijna tweedimensionale omgeving voor beperkte beweging van gaten. De buitenste schillen van het medium (laag) waren gemaakt van silicium, waarop de poorten voor het regelen van de gaten waren gemaakt - in feite transistors. Het aanbrengen van spanning op de poorten wekte elektromagnetische velden op in de verbinding. De velden dwongen de "gaten" in de tweedimensionale laag om zich op de een of andere manier te manifesteren en met elkaar in wisselwerking te staan.

"Holes" hebben een bijna complete setkwantummechanische eigenschappen zoals een elektron. Ze dragen ook spin en communiceren met elkaar bij het naderen. Maar om de “gaten” te controleren is slechts 10 mT magnetische veldsterkte nodig. Het is opmerkelijk dat dit meerdere malen minder is dan voor het besturen van elektronen. Dit is uiterst cruciaal voor cryogene spintronica, die sterke magnetische velden niet goed verdraagt. Daarom zullen gaten uitstekende kandidaten zijn voor qubits voor kwantumcomputers op halfgeleiders.

Lees verder

Een inwoner van Turkije vond per ongeluk sporen van een onbekende beschaving op de binnenplaats van het huis

Gegevens van spionagesatellieten hielpen de oorzaak van smeltende gletsjers in Azië te achterhalen

Hoe een onderwaterbrand uitbrak in de Golf van Mexico en waar dit toe kan leiden?