Köln -fysikere oppdager en ny superledende effekt for kvantedatamaskiner!

Veröffentlicht:

Von:

Köln, Deutschland - Forskning innen kvantedatamaskiner har gjort betydelige fremskritt. Fysikere fra University of Köln har oppdaget en superledende effekt i Nano -ledninger fra topologiske isolatorer, som anses som avgjørende for fremtiden til stabile kvantebiter (qubits). Resultatene ble publisert i spesialistmagasinet "Nature Physics", og beviset for den kryssede Andreev Reflection (krysset Andreev Reflection-bil) er et viktig skritt i utviklingen av denne teknologien. Tittelen på studien er "langdistanse krysset Andreev-refleksjon i topologisk isolator nanotråder proksimitisert av en superleder" og ble laget av Dr. Junya Feng og professor Dr. Yoichi Ando gjennomført. Studien ble skrevet i samarbeid med University of Basel.

Topologiske isolatorer (TI) har etablert seg som et lovende grunnlag for robuste kvantebiter basert på Majorana Fermions. Nåværende qubit -teknologier er ofte ustabile og utsatt for feil. En ny metode for produksjon av Nano -ledninger laget av topologiske isolatorer ble utviklet av Junya Feng, som skaper en renere struktur og muliggjør induserende superledelseskorrelasjoner i disse nano -ledningene. Disse korrelasjonene er avgjørende for oppretting og kontroll av majorana -fancy som danner grunnlaget for de nye kvantebitene.

Utfordringer og muligheter

Et sentralt problem i utviklingen av kvantedatamaskiner er ustabilitet av eksisterende teknologier. Gjeldende Quit -tilnærminger kjemper med feilrater som begrenser ytelsen til kvantecomputere. Med oppdagelsen av den kryssede Andreev -refleksjonen, er det imidlertid en lovende måte å forbedre denne trefffrekvensen på. Her, et elektron som er injisert i Nano-ledningen med en annen, for å danne et superledelsesivt Cooper-par, som skaper en vidtrekkende superledende korrelasjon.

I tillegg til fremgangen til Köln -fysikerne, introduserte Microsoft nylig Majorana 1, verdens første kvanteprosessor som er basert på topologiske kvbits. Denne prosessoren er designet på en slik måte at den gjør det mulig å skalere opptil en million qubits på en enkelt brikke. Den tilknyttede teknologien bruker en kombinasjon av indiumarsenid, en halvleder og aluminium, en superleder for å danne topologiske superceptuelle nanokabler med Majora -modus (MZM). MZM -er tjener til å lagre kvantemekanisk informasjon og kan revolusjonere kvantebehandling.

Måten til feilkorreksjon

I de første målingene av Majorana 1 -prosessoren ble det funnet en feilhastighet på bare 1 %, med sikte på å redusere dette tallet ytterligere. Systemet viser bemerkelsesverdig stabilitet, med eksterne energiforstyrrelser som sjelden påvirker qubit -tilstandene. Microsoft planlegger å realisere en feilresistent kvanteberegningsprototype de kommende årene og jobber aktivt med en ny backend som forenkler feilretting gjennom digitale pulser. Med utviklingen av en Tertron, en enkelt-qubit-basert enhet, søkes neste trinn i veikartet for en feiltolerant kvanteberegning.

Sammen viser utviklingen av University of Cologne og Microsofts universitet at topologiske kvantedatamaskiner har potensial til å forbedre kvanteinformasjonsbehandling betydelig, noe som lover langt utprøving av impulser for områder som materialvitenskap, landbruk og kjemiske funn. Utfordringene i den nåværende tilstanden for kvantedatateknologi kan reduseres betydelig med disse nye tilnærmingene.

Forskere og utviklere over hele verden ser frem til fremdriften innen Quantum Computing Technology, mens det betydelige arbeidet med Excellence Cluster "Matter and Light for Quantum Information" (ML4Q) i Köln, samt den banebrytende utviklingen ved Microsoft Open New Horizons.

Ytterligere informasjon finner du i studiene på University of Cologne Href = "https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19792336/"> PubMed , samt den siste utviklingen på Microsoft på bloggen deres DetailsOrtKöln, DeutschlandQuellen