محققان روش جدیدی برای کشش الماس برای داشتن کیوبیت‌های بهتر ابداع کردند

محققان دانشگاه شیکاگو، آزمایشگاه ملی آرگون و دانشگاه کمبریج به پیشرفتی در مهندسی شبکه کوانتومی دست یافته اند که می تواند شبکه های کوانتومی آینده را امکان پذیرتر کند. این تیم با کشش لایه‌های نازک الماس، بیت‌های کوانتومی (کیوبیت‌ها) ایجاد کردند که می‌توانند با تجهیزات و هزینه‌های کمتری کار کنند و در عین حال کنترل آن‌ها نیز آسان‌تر است. این یافته‌ها که در Physical Review X منتشر شده است، به چالش‌های گره‌های شبکه کوانتومی می‌پردازد که به گرما و ارتعاشات حساس هستند و برای عملکرد به دمای بسیار پایین نیاز دارند.

محققان کشف کردند که با کشش الماس در سطح مولکولی، کیوبیت ها می توانند انسجام خود را در دمای تا 4 کلوین (452- درجه فارنهایت) حفظ کنند و به طور قابل توجهی هزینه های زیرساختی و عملیاتی را کاهش دهند. علاوه بر این، الماس کشیده امکان کنترل کیوبیت را با استفاده از امواج مایکروویو به جای نور فراهم می‌کند و در نتیجه  fidelity   99درصدی را بهبود می‌بخشد. این افزایش همزمان انسجام و کنترل غیر معمول است و پیشرفت قابل توجهی در فناوری شبکه کوانتومی ارائه می دهد.

غشاهای الماسی نازک، یک رابط اسپین -فوتون ایده‌آل را ارائه می‌کنند که زمان‌های انسجام اسپین طولانی و انتقال‌های نوری منسجم را ارائه می‌کنند و آنها را با فناوری‌های کوانتومی آینده سازگار می‌کنند. این یافته ها راه را برای توسعه دستگاه های مبتنی بر الماس برای شبکه های کوانتومی با استفاده از مراکز خالی قلع هموار می کند.

منبع

Xinghan Guo et al, Microwave-Based Quantum Control and Coherence Protection of Tin-Vacancy Spin Qubits in a Strain-Tuned Diamond-Membrane Heterostructure, Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.041037