Anfang dieses Jahres im Februar, Forscher der University of Chicagogesendete verschränkte Qubit-Zustände durch ein Kommunikationskabel, das einen Quantennetzwerkknoten mit einem anderen verbindet und einen bemerkenswerten Durchbruch im Quantencomputing erzielt. Jetzt haben Forscher des japanischen Riken Center for Emergent Matter Science einen weiteren großen Durchbruch bei der Erhöhung der Skalierbarkeit von Quantencomputern erzielt, so eine neue veröffentlichte Studiein Natur-Nanotechnologie.
Sie taten dies mit winzigen Siliziumblobs, die als Silizium-Quantenpunkte bekannt sind. Diese Punkte sind mit mehreren Eigenschaften ausgestattet, die sie für die Verwendung als Qubits sehr attraktiv machen, wie lange Kohärenzzeiten und großes Skalierbarkeitspotenzial.
Um siliziumbasierte Spin-Qubits erfolgreich zu verbinden, ist es jedoch entscheidend, mehr als zwei Qubits verschränken zu können. Dies war den Physikern bisher nicht möglich.
Riken-Forscher haben jetzt ein Drei-Qubit-Array in Silizium mit hoher Genauigkeit vorgestellt und die drei verschränkten Qubits in einem einzigen Gerät kombiniert.
"Zwei-Qubit-Operation ist gut genug, um grundlegende logische Berechnungen durchzuführen", Seigo Tarucha erklärte zu SciTechDaily. „Aber ein Drei-Qubit-System ist die minimale Einheit für die Skalierung und die Implementierung der Fehlerkorrektur.“
Das Gerät des Teams konnte zwei der Qubits erfolgreich verschränken, indem es ein Zwei-Qubit-Gatter implementierte. Sie kombinierten das dritte Qubit und das Gatter, um eine Drei-Qubit-Verschränkung zu erreichen. Der resultierende Drei-Qubit-Zustand hatte eine beeindruckend hohe Zustandstreue von 88%. Es befand sich auch in einem verschränkten Zustand, der zur Fehlerkorrektur verwendet werden konnte.
Das Gerät des Teams ist nur der Anfang, sagen die Forscher. Die Physiker haben ehrgeizige Pläne, einen großen Quantencomputer zu bauen. Tarucha fügt hinzu.er und sein Team planen, eine primitive Fehlerkorrektur mit dem Drei-Qubit-Gerät zu demonstrieren und Geräte mit zehn oder mehr Qubits herzustellen.
„Wir planen dann, 50 bis 100 Qubits zu entwickeln und ausgefeiltere Fehlerkorrekturprotokolle zu implementieren, um innerhalb eines Jahrzehnts den Weg zu einem großen Quantencomputer zu ebnen“, fügte Tarucha hinzu.
Hier sind mehrere Gründe dafürSie sollten von Quantencomputern begeistert sein.