Un grupo de científicos del Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente en Japón ha logrado tomar mediciones repetidas del espín de un electrón en un punto cuántico de silicio QD, sin cambiar el espín en el proceso. Este tipo de "nola medición de "demolición" es importante para crear computadoras cuánticas que sean tolerantes a fallas. Las computadoras cuánticas prometen facilitar la realización de ciertas clases de cálculos, como problemas de muchos cuerpos, que son extremadamente difíciles y requieren mucho tiempo para las computadoras convencionales.implica medir un valor cuántico que nunca está en un solo estado como un transistor convencional, sino que existe como un "estado superpuesto", de la misma manera que no se puede decir que el famoso gato de Schrodinger está vivo o muerto hasta que se observa.En tales sistemas, es posible realizar cálculos con un qubit que es una superposición de dos valores, y luego determinar estadísticamente cuál es el resultado correcto.Los giros de un solo electrón en QD de silicio se consideran atractivos debido a su escalabilidad potencial y porque el silicio ya se usa ampliamente en la tecnología electrónica.
La dificultad clave, sin embargo, con el desarrollo de computadoras cuánticas es que son muy sensibles al ruido externo, lo que hace que la corrección de errores sea crítica. Hasta ahora, los investigadores han logrado desarrollar espines de electrones individuales en QD de silicio con un largo tiempo de retención de información y un altoEl funcionamiento cuántico de precisión, pero la medición cuántica de no demolición, una clave para la corrección efectiva de errores, ha resultado difícil de alcanzar.El método convencional para leer espines de electrones individuales en silicio es convertir los espines en cargas que pueden detectarse rápidamente, pero desafortunadamente, el giro de electrones se ve afectado por el proceso de detección.
Ahora, en una investigación publicada en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo de RIKEN ha logrado dicha medición sin demolición. La idea clave que permitió que el grupo avanzara fue utilizar el modelo de interacción de tipo Ising, un modelo de ferromagnetismo que analiza cómo se vuelven los espines de electrones de los átomos vecinosalineados, lo que lleva a la formación de ferromagnetismo en toda la red. Esencialmente, fueron capaces de transferir la información de espín - arriba o abajo - de un electrón en un QD a otro electrón en el QD vecino usando la interacción de tipo Ising en uncampo magnético, y luego podría medir el giro del vecino utilizando el método convencional, de modo que pudieran dejar el giro original sin afectar y realizar mediciones repetidas y rápidas del vecino.
"A través de esto", explica el director del grupo, Seigo Tarucha, quien dirigió el grupo de investigación, "pudimos lograr una tasa de fidelidad sin demolición del 99%, y al usar mediciones repetidas obtendríamos una precisión de lectura del 95%.también han demostrado que, en teoría, esto podría aumentarse hasta el 99,6%, y planean continuar trabajando para alcanzar ese nivel ".
Continúa, "Esto es muy emocionante, porque si podemos combinar nuestro trabajo con puertas de alta fidelidad de uno y dos qubits, que se están desarrollando actualmente, podríamos construir una variedad de sistemas de procesamiento de información cuántica tolerantes a fallasutilizando una plataforma de puntos cuánticos de silicio "
El trabajo fue realizado por científicos del Centro RIKEN para Ciencia de Materia Emergente, junto con colaboradores de la Universidad de Nueva Gales del Sur y el Instituto de Tecnología de Tokio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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