Über den idealen Quantencomputer gehen die Wissenschaftler weit auseinander. Es wird vorgeschlagen, supraleitende Qubits, optische Fallen und Atome (Ionen) unter verschiedenen Bedingungen sowie Fallen für Elektronen in Halbleitern und nicht nur als Grundlage zu nehmen. All dies zusammen und einzeln wurde über 20 Jahre lang ernsthaft untersucht, aber es gab nie eine ideale Lösung, und so etwas gibt es nicht. Es ist möglich, dass auf einen festen Zustand abgekühltes Neon die Basis für ein ideales Qubit wird.
In einem kürzlich erschienenen Artikel in der Zeitschrift Nature kündigte ein Team unter der Leitung des Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums die Schaffung einer neuen Plattform zur Bildung von Qubits (Quantenbits) an. Die Plattform basierte auf dem reinen Neutralgas Neon, das auf einen festen Zustand abgekühlt wurde. Die Neutralität und Reinheit von Neon garantierte den höchsten Grad an Rauschimmunität des Qubits gegen äußere Einflüsse und folglich seine Stabilität - die Fähigkeit, Quantenzustände ausreichend lange aufrechtzuerhalten.
Als eigentliches Qubit verwendeten die Wissenschaftler ein Elektron. Ein Elektron wurde beim Erhitzen von einem gewöhnlichen Glühfaden einer Glühbirne emittiert und traf auf die Oberfläche eines abgekühlten Neons, wo es eingefangen wurde. Im obigen Bild sendet der Wolframfaden Elektronen aus, die vom (roten) feststoffgekühlten Neon eingefangen werden. Die Schaltung wird von einem supraleitenden Schaltkreis unter dem Neonwürfel gesteuert. Blau zeigt den Quantenzustand eines Elektrons auf der Oberfläche von Neon (die Wellenfunktion des Künstlers).
In einer Reihe von Experimenten zeigten die Wissenschaftler, dass ein einzelnes Elektron auf festem Neon recht lange den Zustand der Überlagerung beibehielt – die Kohärenzzeit erwies sich als vergleichbar mit jenen Varianten von Qubits, die seit über 20 Jahren in der Entwicklung sind. Mit anderen Worten, die neue Plattform zum Start erwies sich als sehr, sehr vielversprechend. Eine andere Frage ist: Wird es die Basis für ideale Qubits? Darauf werden Wissenschaftler in neuen Studien eine Antwort suchen.
2022-05-05 12:12:36
Autor: Vitalii Babkin