Fizikçiler Tüm Hataları Ayıklayarak Boşluk Dönüsü Qubit Okumasını %97'nin Üzerine Çıkardı

Yarı iletken kuantum noktalarındaki spinlerden inşa edilen kuantum bilgisayarlar, uzun zamandır kuantum bilgi işleme için ölçeklenebilir bir yol vaat ediyor, ancak aldatıcı derecede zor adımlardan biri sadece cevabı okumaktır. Nature Electronics'te yayınlanan bir çalışmada, Zürih'teki IBM Research Europe'tan bir ekip, germanyumdaki boşluk spin kübitlerinin okunması sırasında meydana gelen her hata sürecinin sistematik bir incelemesini rapor ediyor ve her birini dikkatlice azaltarak, tek kübitlik operasyon için yüzde 97,0'lık bir tek atışlık durum hazırlama ve ölçüm (SPAM) sadakati elde ettiler. Sonuç, okuma performansında silikon elektron spini muadilinin gerisinde kalan bir platform için önemli bir ilerlemeye işaret ediyor ve germanyum ile boşluk tabanlı kübitler üzerinde çalışan diğer laboratuvarların takip edebileceği ayrıntılı bir yol haritası sunuyor.

Germanyum kuantum noktalarındaki boşluk spinleri birkaç nedenden dolayı caziptir. Onları hapsetmek için kullanılan Ge/SiGe heteroyapıları düşük yük gürültüsü ve düzensizlik sergiler ve boşlukların güçlü spin-yörünge etkileşimi, hantal mikrodalga antenlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırarak kübitin tamamen elektriksel manipülasyonuna olanak tanır. Bununla birlikte, hızlı elektriksel sürüşü sağlayan aynı anizotropik fizik, okumayı da karmaşıklaştırır. Standart spin okuma, iki spinli bir durumun yakındaki bir sensörün algılayabileceği bir yük durumuna dönüştürüldüğü Pauli spin blokajına dayanır. Boşluk sistemlerinde, bölgeye bağlı spin anizotropileri ve kısa gevşeme süreleri bu dönüşümü bozmak için birleşir ve germanyumdaki boşluklar için daha önce bildirilen en yüksek okuma sadakati, hata toleranslı kuantum hesaplamanın talep ettiği yüzde 99 eşiğinin oldukça altında, yüzde 94 civarında seyrediyordu.