シリコンのフォスファードナー電子間の2キビットゲート
Y He1, S K Gorman1, D Keith1
1Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, School of Physics, University of New South Wales, Sydney, New South Wales, Australia.
Nature
|July 19, 2019
まとめ
研究者らは,シリコンのリン原子量子ビットに対する 2量子ビット交換ゲートを迅速に達成しました. 精密に配置された原子量子ビットを使って 拡張可能な量子コンピューティング回路を可能にします
科学分野:
- 量子コンピューティング
- 原子物理学
- 固体物理学
背景:
- シリコンの電子スピン量子ビットは 長いコヒーレンス時間と高精度制御を提供します
- スケール可能な量子回路には 量子ビット間のカップリングが不可欠ですが 原子ベースの量子ビットには大きな課題となっています
- シリコン内のリンパドナー量子ビット間の調整可能な交換相互作用を 作り出す以前の試みは失敗した.
研究 の 目的:
- シリコンの電子ドナー・スピン・キュービット間の 2 キビット交換ゲートを演示する
- 多量子ビット量子回路に不可欠な調整可能な交換相互作用の実現を可能にします.
- 多量子ビットドナー量子ビットシステムの効率的な特徴付けのための経路を提供する.
主な方法:
- 原子スケールでシリコンに 光素ドナー量子ビットを配置した
- 約800ピコ秒の持続時間を持つ高速の2キビット交換ゲートを実装しました.
- 約94%のフィデリティを持つ独立したシングルショットスピン読み取りを使用しました.
主要な成果:
- phosphorusドナー電子スピン量子ビット間の2量子ビット交換ゲートを成功裏に実証した.
- 量子計算に不可欠な高速ゲート操作 (ギガヘルツスケール) を達成した.
- 高精度で独立したシングルショット・スピン・リーダウトの方法を確立した.
結論:
- 調節可能な交換相互作用の開発は,シリコンドナー量子ビットに基づくスケーラブルな量子コンピュータを構築するための重要なステップです.
- 量子ビット配置の精密な原子スケールエンジニアリングは,マルチ量子ビット回路の作成と特徴付けを容易にする.
- この研究は,シリコンの原子ベースの量子ビットを用いた 量子情報処理の先駆けとなります
関連する概念動画
Electron Affinity
43.1K
The electron affinity (EA) is the energy change for adding an electron to a gaseous atom to form an anion (negative ion).
43.1K
The Phosphorus Cycle
43.7K
Unlike carbon, water, and nitrogen, phosphorus is not present in the atmosphere as a gas. Instead, most phosphorus in the ecosystem exists as compounds, such as phosphate ions (PO43-), found in soil, water, sediment and rocks. Phosphorus is often a limiting nutrient (i.e., in short supply). Consequently, phosphorus is added to most agricultural fertilizers, which can cause environmental problems related to runoff in aquatic ecosystems.
43.7K
Ligand-Gated Ion Channel Receptor: Gating Mechanism
3.8K
Ligand-gated ion channels are transmembrane proteins that play a vital role in intercellular communication and functions of the nervous system. They allow the influx of ions across the membrane once the neurotransmitter binds, allowing the subsequent transmission of electrical excitation across the neurons. Other ligand-gated ion channels, like the γ-aminobutyric acid (GABA) receptor, permit anions like chloride into the cells on the binding of the GABA molecule. Their entry into the cell...
3.8K
Underflow Gates
371
Underflow gates are vital for controlling water flow in irrigation canals. The three main types of underflow gates — vertical, radial, and drum gates — serve different purposes while ensuring effective flow management. Vertical gates move up and down, generating a free-flowing water jet; radial gates pivot to regulate the flow; and drum gates rotate for precise adjustments. The flow through these gates is influenced by downstream conditions, resulting in free or drowned outflow.Free and...
371
Chirality at Nitrogen, Phosphorus, and Sulfur
6.8K
Chirality is most prevalent in carbon-based tetrahedral compounds, but this important facet of molecular symmetry extends to sp3-hybridized nitrogen, phosphorus and sulfur centers, including trivalent molecules with lone pairs. Here, the lone pair behaves as a functional group in addition to the other three substituents to form an analogous tetrahedral center that can be chiral.
A consequence of chirality is the need for enantiomeric resolution. While this is theoretically possible for all...
A consequence of chirality is the need for enantiomeric resolution. While this is theoretically possible for all...
6.8K
Non-gated Ion Channels
8.0K
Ion channels are specialized proteins on the plasma membrane that allow charged ions to pass down their electrochemical gradient. Their main function is to maintain the membrane potential which is critical for cell viability. These channels are either gated or non-gated and can transport more than a thousand ions within milliseconds for the cellular event to occur.
Compared to the gated ion channels, the non-gated channels, also known as leakage or passive channels, have no gating mechanism....
Compared to the gated ion channels, the non-gated channels, also known as leakage or passive channels, have no gating mechanism....
8.0K


