Los bits cuánticos, o qubits, pueden contener información cuántica por mucho más tiempo gracias a los esfuerzos de un equipo de investigación internacional. Los investigadores han aumentado el tiempo de retención, o tiempo de coherencia, a 10 milisegundos, 10.000 veces más que el registro anterior.combinando el movimiento orbital y el giro dentro de un átomo. Tal impulso en la retención de información tiene importantes implicaciones para el desarrollo de la tecnología de la información, ya que el tiempo de coherencia más largo hace que los qubits de órbita de espín sean el candidato ideal para construir grandes computadoras cuánticas.
Publicaron sus resultados el 20 de julio en Materiales naturales .
"Definimos un qubit de órbita de espín usando una partícula cargada, que aparece como un agujero, atrapado por un átomo de impureza en un cristal de silicio", dijo el autor principal, el Dr. Takashi Kobayashi, científico investigador de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney yprofesor asistente en la Universidad de Tohoku. "El movimiento orbital y el giro del orificio están fuertemente acoplados y bloqueados. Esto recuerda a un par de engranajes engranados donde el movimiento circular y el giro están bloqueados".
Los qubits se han codificado con el giro o el movimiento orbital de una partícula cargada, lo que produce diferentes ventajas que son muy demandadas para la construcción de computadoras cuánticas. Para utilizar las ventajas de los qubits, Kobayashi y el equipo utilizaron específicamente un "agujero" de partículas cargadas exóticas en siliciopara definir un qubit, ya que el movimiento orbital y el giro de los agujeros en el silicio están acoplados.
Los qubits de órbita giratoria codificados por agujeros son particularmente sensibles a los campos eléctricos, según Kobayashi, lo que permite un control más rápido y beneficia la ampliación de las computadoras cuánticas. Sin embargo, los qubits se ven afectados por el ruido eléctrico, lo que limita su tiempo de coherencia.
"En este trabajo, hemos diseñado la sensibilidad al campo eléctrico de nuestro qubit de órbita de espín estirando el cristal de silicio como una banda de goma", dijo Kobayashi. "Esta ingeniería mecánica del qubit de órbita de espín nos permite extender notablementesu tiempo de coherencia, sin dejar de conservar una sensibilidad eléctrica moderada para controlar el qubit de órbita de espín. "
Piense en los engranajes de un reloj. Su giro individual impulsa todo el mecanismo para mantener el tiempo. No es ni el giro ni el movimiento orbital, sino una combinación de ellos lo que lleva la información hacia adelante.
"Estos resultados abren un camino para desarrollar nuevos sistemas cuánticos artificiales y mejorar la funcionalidad y escalabilidad de las tecnologías cuánticas basadas en espines", dijo Kobayashi.
Este trabajo fue apoyado en parte por el Centro de Excelencia ARC para Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación, la Oficina de Investigación del Ejército de EE. UU. Y el Programa de Posgrado de la Universidad de Tohoku en Espintrónica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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