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近来,奥地利科学技术研究所()领导的欧洲科学团队成功构建了空穴自旋量子位。在弱磁场环境下,该量子位可高速操作并坚持较长时刻,将来有望造出结合半导体和超导体的新式量子核算机。p
自旋量子位被认为是构建量子处理器的最有期望的候选者之一,但仍需战胜巨大的应战。其间的关键是构建安稳的量子位,它是量子核算机的根本单元。p
最近,该研究所的卡萨罗斯小组在意大利、德国和西班牙的团队成员协助下,经过一项试验展现了他们怎么操控固体中一个空穴自旋量子位,从而找到一种新的、有出路的量子位体系。相关效果宣布在近来的《天然·资料》杂志上。p
研究人员是在所谓空穴自旋的协助下构建的量子位。电子空穴指的是在原子或原子晶格中,电子在或许存在的方位上呈现空缺。因为周围电子可以添补这个空穴,一起在原方位发生一个新的空穴,所以看起来就像是空穴在移动相同。p
论文榜首作者、该研究所的达尼尔·吉罗维茨解说说,咱们意大利的搭档将不同的硅和锗层叠在一起,厚度仅为几纳米。这使咱们可以确定中心含锗层的空穴。在表面层,咱们放置了称为门的细电线,经过施加电压来操控空穴的运动。带正电的空穴对电压起反响,而且可以在锗层内极端精确地移动。p
经过这种纳米标准的操控,研究人员使两个空穴互相接近,以便从它们相互作用的自旋中发生一个量子位。为此他们立异了办法,将整个试验置于磁场中。吉罗维茨和搭档不只可以移动空穴,还可以改动它们的特点。在不到10毫特斯拉的磁场强度下,从两个相互作用的空穴自旋中创建了量子位。与其他相似的量子位比较,这是一个很弱的磁场,后者一般需求至少强十倍的磁场。p
这些空穴自旋量子位很有远景,高达每秒1亿次的处理速度和长达150微秒的寿数,使它们特别合适量子核算。一般研究人员有必要在这些特性之间做出退让,但现在这种新的规划将这两种优势结合在一起。吉罗维茨说:“经过运用锗层,可以下降所需的磁场强度,答应咱们将量子位与一般遭到强磁场按捺的超导体结合。”这使研究人员可以构建结合半导体和超导体的新式量子核算机。p
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