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'免疫'量子位使它们能够长大

发布时间:2019-05-17 14:13:16 来源:

与当今的计算机相比,Quantum计算机将立即处理更多信息。但是包含这些信息的构建模块 - 量子比特或“量子比特” - 对周围环境过于敏感,无法正常工作以构建实用的量子计算机。

长话短说,量子比特需要一个更好的免疫系统才能长大。

由Purdue大学的研究人员设计的一种新材料是一种新的材料,它更接近“免疫”量子比特对抗噪声,如热量和计算机的其他部分,它们干扰了信息的保存程度。这项工作出现在物理评论快报中。

被称为“纳米带”的薄带是一种在其表面但不在内部传导电流的材料 - 称为“拓扑绝缘体” - 具有两个超导体电引线,形成称为“约瑟夫森路口。“

在量子计算机中,量子比特与其他量子比特“纠缠”。这意味着从一个量子比特读取量子信息会自动影响另一个量子信息的结果,无论它们有多远。

如果没有纠缠,那么分开量子计算的快速计算就不会发生。但是纠缠和量子比特的量子特性对噪声也很敏感,因此需要额外的保护。

拓扑 - 绝缘体纳米带约瑟夫森结器件是研究人员一直在研究构建更具弹性的量子比特的众多选择之一。这种弹性可能来自通过在拓扑绝缘体表面上传导超电流而产生的特殊性质,其中电子的自旋被锁定在动量上。

到目前为止的问题是,超电流倾向于泄漏到拓扑绝缘体的内部,防止它完全流到表面上。

为了获得更多弹性,拓扑量子位需要超电流流过拓扑绝缘体的表面通道。

“我们已开发出一种非常干净的材料,因为大多数拓扑绝缘体都没有导电状态,”普渡大学物理与天文学,电气与计算机工程教授,导演陈勇说。普渡大学量子科学与工程学院。“表面上的超导性是构建基于拓扑绝缘体的拓扑量子计算设备的第一步。”

Morteza Kayyalha,前博士 陈氏实验室的学生可以证明,当结点变为超导时,超级电流在新的拓扑绝缘体纳米带周围一直缠绕在比“临界温度”低20%的温度下。该实验是与Purdue物理学和天文学教授Leonid Rokhinson的实验室合作进行的。

“众所周知,随着温度的降低,超导性增强,”陈说。“对于我们的设备来说,在更低的温度下流过更多的超级电流这一事实证明它正在这些保护性表面周围流动。”

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