Quandela、ハイブリッド量子コンピューティング向けに数千のスピン・光子インターフェースを構築

個々のデバイスの限界を超え、QuandelaはC2Nおよび他の機関と協力して、数千のスピン-光子インターフェースを製造しました。これはスケーラブルな光量子コンピューティングに向けた重要なステップです。ファウンドリ互換のIII-Vプラットフォーム上に構築されたこれらの半導体構造は、静止した物質量子ビットを光子と接続し、スピンが量子情報を保持し、光子がネットワークを介してそれを運ぶハイブリッドアーキテクチャを可能にします。研究者たちは同じ研究内で光学性能、スピン特性、およびデバイス間の互換性を評価し、業界ですぐに利用可能なデバイスを報告しました。この進歩は、より大規模な量子システムの構築に不可欠な、再現性のある高品質な量子ビットデバイスを製造するという主要な課題に対処するものです。

スピン-光子インターフェースが物質量子ビットと光量子ビットを橋渡しする

1,000個以上のスピン-光子インターフェースの製造は、初期の量子ハードウェア開発で伝統的に使用されてきた限られた数を超えた一歩であり、スケーラブルな生産技術への移行を実証しています。Quandela、ナノサイエンス・ナノテクノロジーセンター（C2N）、および協力機関の研究者たちは、大規模展開と再現性のあるデバイス特性のために設計されたプロセスである半導体パイロット生産ラインを使用して、このマイルストーンを達成したと、同社は述べています。このパイロットラインは既存のIII-V半導体製造と互換性があり、これは量子コンポーネントを確立された製造施設に統合するために重要な要素です。

ファウンドリ互換の環境でこれらのインターフェースを製造できる能力は、光子が量子情報を運び、物質量子ビットがローカルメモリと制御を提供する、ハイブリッド光量子コンピュータのスケーリングにおける主要なボトルネックに対処します。このプロセスを通じて製造された代表的なデバイスは量子性能を達成しており、チームは単一のスピンと6つの光子が関与する7部スピン-マルチ光子もつれを報告しています。

このレベルのもつれは、サイクルあたりのスピン-光子もつれ忠実度93. 5(3)%と相まって、以前の決定論的な量子ドットの実証を凌駕し、関与する光子の数を3倍に増やしました。このインターフェースは、半導体内の人工原子として機能するナノ構造である量子ドットに基づいており、放出された光を強化および誘導する微細な光共振器の中に配置されています。この設計により、スピン状態を一連の光子に効率的に接続します。研究者たちが探求したアーキテクチャは、光子と物質量子ビットの両方の強みを組み合わせ、長距離伝送機能とローカルメモリおよび制御を提供します。

環境との相互作用が最小限であるため量子情報の伝達に理想的な光子は、スピン量子ビットによってオンデマンドで生成され、連続する光子ともつれ合います。これにより、量子システムのさまざまな要素間に光リンクが作成され、スピン-光子インターフェースは単なる光子源以上のものへと変貌します。