Natuurkundigen onthullen platform voor qubits: elektronen op bevroren neon

Onderzoekers van het Argonne National Laboratory en de State University van het Amerikaanse ministerie van Energie

Florida creëerde een qubit op basis van een enkel elektron op neon bevroren bij lage temperaturen. 

Wetenschappers gebruikten een supergeleidende resonatorde grootte van een microchip om gevangen elektronen te manipuleren. Zo kan informatie worden geschreven naar en gelezen uit een qubit. Deze technologie zal nodig zijn bij het gebruik van zo'n qubit in kwantumcomputers.

Onderzoekers merken op dat dit een van de belangrijkste isDe kwaliteit van qubits is hun vermogen om lange tijd tegelijkertijd in een toestand van 0 of 1 te blijven. Deze tijd wordt "coherentietijd" genoemd. Het wordt altijd beperkt door de interacties van de qubit met de omgeving. 

Neon is een inert gas en reageert niet metandere elementen. Wanneer bevroren, is het oppervlak van dit gas een ultrazuiver homogeen oppervlak. Daarom neemt de coherentietijd voor nieuwe qubits aanzienlijk toe.

"Vanwege deze inertie zou solide neon kunnen dienen als de zuiverste vaste stof in een vacuüm om qubits te huisvesten en te beschermen tegen vernietiging", zegt Dafei Jin, co-auteur van het onderzoek.

In eerdere onderzoeken, als medium voorelektronen werden vastgehouden in vloeibaar helium, merken de onderzoekers op. Dit materiaal was volgens de ontwikkelaars gemakkelijk te reinigen van defecten, maar trillingen van een vloeistofvrij oppervlak verstoorden de toestand van het elektron en de werking van de qubit.

Solide neon, zoals natuurkundigen opmerken, bevatminimaal aantal defecten en trilt niet zoals vloeibaar helium. Experimenten uitgevoerd door wetenschappers hebben aangetoond dat solide neon een veilige omgeving biedt voor het elektron, met zeer weinig elektrische ruis om het te verstoren. Bovendien is de coherentietijd in de kwantumtoestand van de nieuwe ontwikkeling minstens zo goed als moderne qubits, constateren de onderzoekers.

Lees verder:

Kijk naar de "stille" drone met een nieuwe generatie ionenaandrijving

Wetenschappers hebben ontdekt hoe ze donkere materie kunnen vinden met behulp van een conventionele fabriek

Astronomen hebben 4 sterrenhopen in de Melkweg bestudeerd: een van hen gedraagt ​​zich vreemd