Los científicos australianos han investigado nuevas direcciones para escalar qubits, utilizando el acoplamiento de órbita giratoria de qubits atómicos, agregando un nuevo conjunto de herramientas al arsenal.
El acoplamiento de órbita giratoria, el acoplamiento del grado de libertad orbital y de giro de los qubits, permite la manipulación del qubit a través de campos eléctricos, en lugar de campos magnéticos. El uso del acoplamiento dipolo eléctrico entre qubits significa que se pueden colocar más separados,proporcionando así flexibilidad en el proceso de fabricación de chips.
en uno de estos enfoques, publicado en Avances científicos , un equipo de científicos dirigido por el profesor de la UNSW Sven Rogge investigó el acoplamiento de la órbita giratoria de un átomo de boro en silicio.
"Los átomos de boro individuales en el silicio son un sistema cuántico relativamente inexplorado, pero nuestra investigación ha demostrado que el acoplamiento de órbita giratoria ofrece muchas ventajas para escalar hasta un gran número de qubits en computación cuántica", dice el profesor Rogge, Gerente de Programa en el Centrofor Quantum Computation and Communication Technology CQC2T.
Siguiendo los resultados anteriores del equipo de UNSW, publicado el mes pasado en Revisión física X , el grupo de Rogge ahora se ha centrado en aplicar una lectura rápida del estado de rotación 1 o 0 de solo dos átomos de boro en un circuito extremadamente compacto, todos alojados en un transistor comercial.
"Los átomos de boro en el silicio se acoplan de manera eficiente a los campos eléctricos, lo que permite la manipulación rápida de qubit y el acoplamiento de qubit a grandes distancias. La interacción eléctrica también permite el acoplamiento a otros sistemas cuánticos, abriendo las perspectivas de sistemas cuánticos híbridos", dice Rogge.
Otra pieza de investigación reciente realizada por el equipo de la profesora Michelle Simmons en UNSW también ha destacado el papel del acoplamiento de órbita giratoria en qubits basados en átomos en silicio, esta vez con qubits de átomos de fósforo. La investigación fue publicada recientemente en información cuántica npj .
La investigación reveló resultados sorprendentes. Para los electrones en silicio, y en particular los ligados a qubits de donantes de fósforo, el control de la órbita de rotación se consideraba comúnmente débil, dando lugar a una vida útil de rotación de segundos. Sin embargo, los últimos resultados revelaronacoplamiento desconocido del giro de electrones a los campos eléctricos típicamente encontrados en arquitecturas de dispositivos creadas por electrodos de control.
"Al alinear cuidadosamente el campo magnético externo con los campos eléctricos en un dispositivo de ingeniería atómica, encontramos un medio para extender estas vidas de giro a minutos", dice la profesora Michelle Simmons, directora, CQC2T.
"Dados los largos tiempos de coherencia del espín y los beneficios tecnológicos del silicio, este acoplamiento recién descubierto del espín del donante con campos eléctricos proporciona una vía para las técnicas de resonancia de espín impulsadas eléctricamente, que prometen una alta selectividad de qubit", dice Simmons.
Ambos resultados destacan los beneficios de comprender y controlar el acoplamiento de órbita giratoria para arquitecturas de computación cuántica a gran escala.
Comercialización de IP de computación cuántica de silicio en Australia
Desde mayo de 2017, la primera empresa de computación cuántica de Australia, Silicon Quantum Computing Pty Limited SQC, ha estado trabajando para crear y comercializar una computadora cuántica basada en un conjunto de propiedad intelectual desarrollada en el Centro Australiano de Excelencia para Computación y Comunicación CuánticaTecnología CQC2T. Su objetivo es producir un prototipo de dispositivo de 10 qubits en silicio para 2022 como el precursor de una computadora cuántica basada en silicio a escala comercial.
Además de desarrollar su propia tecnología y propiedad intelectual, SQC continuará trabajando con CQC2T y otros participantes en los ecosistemas de computación cuántica de Australia e Internacional, para construir y desarrollar una industria de computación cuántica de silicio en Australia y, en última instancia, para traersus productos y servicios a los mercados mundiales.
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Materiales proporcionados por Centro de Computación Cuántica y Tecnología de Comunicación . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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