物理学家记录石墨烯Qubit的时间相干性
2019/08/15
来自麻省理工学院和其他地方的研究人员已经记录了石墨烯量子比特的“时间相干性” - 它维持一种特殊状态可以同时代表两种逻辑状态多久 - 标志着实际量子计算的关键一步。
新闻来源 Scitech Daily
来自麻省理工学院和其他地方的研究人员首次记录了石墨烯量子比特的“时间相干性” - 意味着它可以维持一种特殊状态多长时间,使其能够同时代表两个逻辑状态。 研究人员称,该演示使用了一种新型的基于石墨烯的量子比特,代表了实用量子计算的关键一步。
超导量子比特(简称为量子比特)是人造原子,它们使用各种方法产生量子信息,这是量子计算机的基本组成部分。 类似于计算机中的传统二进制电路,量子位可以保持对应于经典二进制位的两种状态之一,即0或1.但是这些量子位也可以同时是两种状态的叠加,这可以使量子计算机解决复杂的问题, 对传统计算机来说几乎是不可能的。
这些量子位保持在这种叠加状态的时间量被称为它们的“相干时间”。相干时间越长,量子比特计算复杂问题的能力就越大。
最近,研究人员已经将基于石墨烯的材料结合到超导量子计算设备中,这些设备承诺更快,更有效的计算,以及其他特权。 然而,到目前为止,这些先进的量子比特没有记录的连贯性,因此不知道它们是否适用于实际的量子计算。
在今天发表在Nature Nanotechnology上的一篇论文中,研究人员首次展示了由石墨烯和异国材料制成的连贯量子比特。 这些材料使量子比特能够通过电压改变状态,就像当今传统计算机芯片中的晶体管一样 - 并且与大多数其他类型的超导量子比特不同。 此外,研究人员在量子位恢复到基态之前,将该数字设置为55纳秒。
这项工作结合了共同作者William Dliver,一位实践的物理学教授和林肯实验室研究员,他的工作重点是量子计算系统,以及Pablo Jarillo-Herrero,麻省理工学院的Cecil和Ida绿色物理教授,研究创新 在石墨烯中。
“我们的动机是利用石墨烯的独特性质来改善超导量子比特的性能,”第一作者Joel I-Jan Wang说,他是麻省理工学院电子研究实验室(RLE)Oliver小组的博士后。 “在这项工作中,我们首次表明,由石墨烯制成的超导量子比特在时间上是量子相干的,这是构建更复杂的量子电路的关键要素。 我们是第一个显示可测量的一致性时间的设备 - 量子比特的主要指标 - 足以让人类控制。“
还有其他14位合着者,包括Jarillo-Herrero小组的研究生Daniel Rodan-Legrain,他与Wang的工作同等贡献; 来自RLE,物理系,电气工程和计算机科学系以及林肯实验室的麻省理工学院研究人员; 和来自ÉcolePolytechnique的辐照固体实验室和国家材料科学研究所的先进材料实验室的研究人员。