东北大学 新技术使量子比特保存信息的时间比以前的记录长10000倍
学分:东北大学 多亏了一个国际研究小组的努力，量子比特现在可以保存更长时间的量子信息
研究人员通过结合轨道运动和原子内部的旋转，将保留时间或相干时间增加到10毫秒——比以前的记录长10000倍
这种信息保持力的提升对信息技术的发展有着重要的意义，因为更长的相干时间使得自旋轨道量子计算机成为建造大型量子计算机的理想候选
他们在7月20日的《自然材料》上发表了他们的结果
“我们用一个带电粒子定义了一个自旋轨道量子位，它看起来像一个洞，被硅晶体中的一个杂质原子俘获，”主要作者Dr
新南威尔士州悉尼大学研究科学家、东北大学助理教授小林隆
“轨道运动和黑洞的旋转是紧密结合在一起的
这让人想起一对啮合齿轮，其中圆周运动和旋转被锁定在一起
" 量子位已经用带电粒子的自旋或轨道运动进行了编码，产生了制造量子计算机所高度需要的不同优势
为了利用量子位的优势，小林和他的团队特别使用了硅中一种奇特的带电粒子“空穴”来定义量子位，因为硅中空穴的轨道运动和自旋是耦合在一起的
小林说，由空穴编码的自旋轨道量子位对电场特别敏感，这使得控制更加快速，并有利于量子计算机的放大
然而，量子位受到电噪声的影响，限制了它们的相干时间
基于受体的自旋轨道量子比特的概念艺术
注入硅晶体(蓝色)的硼原子(黄色)会形成一个洞
硅中孔的轨道运动与其自旋自由度相关联
这种耦合让人联想到圆周运动(蓝色箭头)和旋转(红色箭头)被锁定在一起的齿轮
量子信息被编码为自旋轨道量子比特中的一个空穴的组合运动和自旋
信用:东北大学小林隆 小林说:“在这项工作中，我们通过像橡皮筋一样拉伸硅晶体，设计了对自旋轨道量子位电场的灵敏度。”
“自旋轨道量子位的这种机械工程使我们能够显著延长它的相干时间，同时仍然保持适度的电灵敏度来控制自旋轨道量子位
" 想想手表上的齿轮
它们各自的旋转推动整个机制来保持时间
推动信息前进的既不是自旋，也不是轨道运动，而是它们的组合
小林说:“这些结果为开发新的人工量子系统和提高基于自旋的量子技术的功能和可扩展性开辟了道路。”
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