科學家找到解決量子計算中退相干問題的新方法

物理學家和工程師已經找到了一種方法,來識別和解決商用量子計算中的材料缺陷。由彼得·雅各布森(Peter Jacobson)博士領導的團隊發現,在量子計算製造過程中引入的不完美會降低電路的有效性。他說:“超導量子電路正在吸引Google和IBM等行業巨頭的興趣,但廣泛的應用受到了‘退相干’的阻礙,這種現象會導致信息丟失”。

科學家找到解決量子計算中退相干問題的新方法

退相干主要是由於超導電路和硅芯片之間的相互作用–一個物理學問題,以及在製造過程中引入的材料缺陷–一個工程問題共同導致的。Peter Jacobson 表示:“因此,我們需要團結物理學家和工程師來找到一個解決方案”。

科學家找到解決量子計算中退相干問題的新方法

該團隊使用了一種被稱為太赫茲掃描近場光學顯微鏡(THz SNOM)的方法,結合了原子力顯微鏡與太赫茲光源和探測器。這提供了一個高空間分辨率的組合,可觀察小到病毒的細微結構並實現局部光譜測量。

科學家找到解決量子計算中退相干問題的新方法

科學家找到解決量子計算中退相干問題的新方法

Aleksandar Rakić 教授說,該技術通過將光聚焦到金屬尖端,實現了在納米尺度而非宏觀尺度的探測。Rakić 教授說:“這為我們了解不完美的位置提供了新的途徑,因此我們可以減少退相干,並幫助減少超導量子設備的損失”。

他繼續表示:“我們發現,常用的製造配方無意中在硅芯片中引入了缺陷,這有助於退相干的發生。而且我們還表明,表面處理可以減少這些缺陷,這反過來又減少了超導量子電路的損失”。

Arkady Fedorov 副教授說,這使得該團隊能夠確定在工藝中哪裡引入了缺陷,並優化製造協議以解決這些缺陷。Fedorov 博士說:“我們的方法允許對同一個器件進行多次探測,而其他方法通常需要在探測前將器件切割開來。團隊的結果提供了一條改進超導設備用於量子計算應用的途徑”。

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上一篇 2021-09-07 17:19
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