物理科技生物学-PHYICA

协作为量子计算提供了有希望的坂本树里材料

物理学 2022-04-06 23:59:03

哥本哈根大学 插图a:显示三种材料组合形成新材料的图形

铝是超导体,铕是新加入的元素,硫化铕是铁磁体,砷化铟是半导体

结合起来,它们允许所需的马约拉零模的存在,使量子线器件成为拓扑量子计算机中不可或缺的组成部分

插图b:电子显微照片显示栅电极之间的电线(蓝色/灰色)(黄色)

栅极是控制电子密度所必需的,电子从源极(偏置)通过导线隧穿

该系统的最大优点是,大磁场已经变得多余,因为磁场可能对附近的其他组件产生潜在的负面影响

换句话说,这个结果使得实际应用变得更有可能

图中导线的长度为2微米= 0

002毫米,厚度100纳米= 0

0001毫米

学分:哥本哈根大学 微软量子材料实验室和哥本哈根大学的研究人员紧密合作,成功地实现了一种用于未来量子计算机的重要且有前途的材料

为此,研究人员必须创造出保存精细量子信息的材料,并保护它不发生退相干

所谓的拓扑态似乎持有这种希望,但挑战之一是必须施加大磁场

有了新材料,就有可能在没有磁场的情况下实现拓扑状态

查尔斯·马库斯教授解释说:“这个结果是实现真正的量子计算机之前需要的许多新发展之一,但是随着时间的推移,更好地理解量子系统是如何工作的,并可能应用于医学、催化剂或材料,将是这项研究的一些积极的副作用。”

这篇科学文章现在发表在《自然物理学》上 拓扑状态是有希望的——但是在这个过程中有许多挑战 凝聚态系统中的拓扑状态在过去十年里产生了巨大的兴奋和活动,包括2016年诺贝尔物理学奖

所谓的Majorana零模式有一种天然的容错性,这使得拓扑状态非常适合量子计算

但是,实现拓扑Majorana零模式的进展受到大磁场诱导拓扑相位的要求的阻碍,这是有代价的:系统必须在大磁体的孔中运行,并且每个拓扑段必须沿着场的方向精确对准

新的结果报告了拓扑超导性的一个关键特征,但是现在在没有外加磁场的情况下

材料硫化铕(EuS)的薄层,其内部磁性自然与纳米线的轴对齐,并在超导体和半导体组件中感应出有效磁场(比地球磁场强一万倍以上),似乎足以感应出拓扑超导相

查尔斯·马库斯教授这样解释这一进展:“将三种成分组合成一种单晶——半导体、超导体、铁磁性绝缘体——一种三重混合物——是新的

它在低温下形成拓扑超导体是个好消息

这给了我们制造拓扑量子计算组件的新途径,也给了物理学家探索新物理系统的机会

" 新的结果将很快应用于量子位工程 下一步将是应用这些结果,以便更接近实现实际工作的量子位

到目前为止,研究人员已经在研究物理学,现在他们正准备着手设计一个真正的设备

这个装置,量子位,对于量子计算机来说,就像晶体管对于我们今天所知的普通计算机一样

它是执行计算的单元,但这是比较结束的地方

量子计算机性能的潜力是如此之大,以至于今天我们甚至无法想象其可能性

来源:由phyica.com整理转载自PH,转载请保留出处和链接!

本文链接:http://www.phyica.com/wulixue/14011.html

发表评论

用户头像 游客
此处应有掌声~

评论列表

还没有评论,快来说点什么吧~