Atomikubitteja ja sukkuloivia ioneja03.08.2023 Tutkijatiimi Technische Universität Darmstadtissa on nyt osoittanut, kuinka optisen Talbot-efektin avulla voidaan kasvattaa kvanttitietokoneen kubittien määrää useista sadoista yli kymmeneen tuhanteen ilman, että se vaatii suhteettoman paljon lisäresursseja. Tiimi tuotti tarvittavan optisen hilan ryhmällä mikrolinssejä, joista jokainen muodostaa polttopisteiden tason, johon mahtuu atomeja. Lisäksi polttopisteiden kerros toistetaan useita kertoja yhtäläisin välimatkoin. Näin 2D:n optisesta hilasta tulee kolmiulotteinen rakenne, jossa on moninkertaiesti valopisteitä. Mikrolinssien korkea valmistustarkkuus mahdollisti tutkijoiden luoda annetulla laserteholla 16 kerrosta, mikä mahdollistaa yli 10 000 kubittia. Jo aiemmin on osoitettu, että kolmiulotteisesti sijoittuneita atomikubitteja voidaan ohjata lasereiden ja mikroaaltojen yhdistelmällä ja että, atomien ja atomien välisten vuorovaikutuksia voidaan hallinta 2D-pinsettiryhmillä. Myös mahdollisuus "siirtää" esimerkiksi loukkuun jääneitä ionikubitteja ansastajaryhmän paikkojen välillä voisi mahdollistaa monimutkaisten kvanttipiirien luomisen, mikä mahdollistaa simulaatiot, joita on vaikea saavuttaa staattisilla ioneilla. Freiburgin yliopiston tutkijat osoittavat tavan siirtää yksittäisiä ioneja ansoitettujen ryhmäpaikkojen välillä pudottamatta niitä tai muuttamatta niiden kvanttiominaisuuksia. Ionikubitit ovat hyödyllisiä kvanttitehtävien suorittamiseen, jos niiden elektroninen koherenssi säilyy sukkuloinnin aikana, joten tämän säilymisen varmistaminen oli ratkaisevan tärkeää. Tutkijaryhmä loi 13 ansan järjestelmän, jossa ansat olivat muutaman kymmenen mikrometrin päässä toisistaan. Ryhmässä oli neljä "aktiivista" paikkaa, joita ryhmä käytti sukkulakokeessa. Kytkemällä päälle ja pois päältä sähköisen esteen paikkojen välillä tiimi pystyi avaamaan ja sulkemaan "kuljetuskanavan", jonka kautta ioni saattoi kulkea. Ryhmä osoitti, että menetelmä toimi ionin siirtämisessä ansapaikkojen välillä. Ionin mittaukset osoittavat, että koko tämän sukkuloinnin ajan - joka sisälsi jopa 100 000 matkaa ansan ympäri - ioni säilytti alkuperäisen kvanttikoherenssinsa. He aikovat myös laajentaa tekniikkansa käyttöä monimutkaisempiin, kerrostettuihin ansaryhmiin, jotka voisivat paremmin simuloida todellisia kvanttijärjestelmiä. Aiheesta aiemmin: Uusi rakennuspalikka kvanttiteknologialle Yksinkertaisempi suunnitelma kvanttitietokoneille |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.