Kvant texnologiyaları üçün irəliləyiş olaraq, Kembric Universitetinin Cavendish Laboratoriyasının tədqiqatçıları yarımkeçirici kvant nöqtəsindəki atomlardan istifadə edərək funksional kvant registrini yaratdılar.

“Nature Physics” jurnalında nəşr olunan iş, sabit, miqyaslı və çox yönlü kvant qovşaqlarının vacib olduğu kvant şəbəkələrinin inkişafında kritik irəliləyiş olan yeni növ optik bağlı kubitlərin tətbiqini nümayiş etdirir.

Kvant nöqtələri kvant mexaniki təsirlərdən yaranan unikal optik və elektron xassələrə malik nanoölçülü obyektlərdir. Bu sistemlər artıq displey ekranları və tibbi görüntüləmə kimi texnologiyalarda istifadə olunur və onların kvant rabitəsində tətbiqi daha çox parlaq tək foton mənbələri kimi işləmək qabiliyyəti ilə bağlıdır.

Bununla belə, effektiv kvant şəbəkələri tək foton emissiyasından daha çox ehtiyac duyur; onlar həmçinin fotonlarla qarşılıqlı əlaqədə ola bilən və kvant məlumatlarını yerli olaraq saxlaya bilən sabit kubitlərə ehtiyac duyurlar. Yeni tədqiqat məlumatı uzun müddət saxlamaq üçün işləyən çoxbədənli kvant registr kimi kvant nöqtələrini meydana gətirən atomların özünəməxsus spinlərinə əsaslanır .

Çoxbədənli sistem qarşılıqlı təsir göstərən hissəciklər toplusuna aiddir – burada, kvant nöqtəsi daxilində nüvə spinləri – onların kollektiv davranışı ayrı-ayrı komponentlərdə olmayan yeni, ortaya çıxan xüsusiyyətlərə səbəb olur. Bu kollektiv dövlətlərdən istifadə edərək, tədqiqatçılar möhkəm və genişlənə bilən kvant registrini yaratdılar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1738213658&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-scientists-register-thousands-entangled-nuclei.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xMTEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTExIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xMTEiXV0sMF0.&dt=1738213658789&bpp=1&bdt=74&idt=144&shv=r20250128&mjsv=m202501230101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738213531%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738213531%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1738213531%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6148016691613&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1713&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95349947%2C31089715%2C42531705%2C95347432&oid=2&pvsid=1276884631979574&tmod=231041337&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=148

Kembric komandası, Linz Universitetindəki həmkarları ilə sıx əməkdaşlıq edərək, 13.000 nüvə spinini uğurla “qaranlıq vəziyyət” kimi tanınan kollektiv, dolaşıq spin vəziyyətinə hazırladı. Bu qaranlıq vəziyyət ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəni azaldır, daha yaxşı uyğunluq və sabitliyə gətirib çıxarır və kvant registrinin məntiqi “sıfır” vəziyyəti kimi xidmət edir.

Onlar tək nüvə maqnon həyəcanı kimi tamamlayıcı “bir” vəziyyəti təqdim etdilər – bu, nüvə ansamblında yayılan tək nüvə fırlanması ilə əlaqəli ardıcıl dalğaya bənzər həyəcanı təmsil edən bir fenomen. Bu vəziyyətlər birlikdə kvant məlumatının yüksək dəqiqliklə yazılmasına, saxlanmasına, əldə edilməsinə və oxunmasına imkan verir.

Tədqiqatçılar bunu tam bir əməliyyat dövrü ilə nümayiş etdirərək, təxminən 69% saxlama etibarlılığına və 130 mikrosaniyədən çox uyğunluq müddətinə nail oldular. Bu, miqyaslana bilən kvant qovşaqları kimi kvant nöqtələri üçün irəliyə doğru böyük bir addımdır.

Tədqiqatın həmmüəllifi və Cavendish Laboratoriyasının fizika professoru Mete Atatüre, “Bu sıçrayış çoxbədənli fizikanın kvant cihazlarını dəyişdirməkdə əldə edə biləcəyi gücə sübutdur” dedi.

“Uzun müddətdir mövcud olan məhdudiyyətləri aradan qaldırmaqla, biz kvant nöqtələrinin necə çox kubitli qovşaqlar kimi xidmət edə biləcəyini göstərdik, rabitə və paylanmış hesablama tətbiqləri ilə kvant şəbəkələrinə yol açdıq. 2025 Beynəlxalq Kvant ilində bu iş həmçinin Kavendiş Laboratoriyasında kvant texnologiyalarının vədlərini həyata keçirmək istiqamətində yenilikçi addımlar atılır .”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklər əldə edin .Abunə ol

Əsər yarımkeçiricilər fizikası, kvant optikası və kvant informasiya nəzəriyyəsinin unikal nikahını təmsil edir. Tədqiqatçılar qallium arsenid (GaAs) kvant nöqtələrində nüvə spinlərini qütbləşdirmək üçün qabaqcıl idarəetmə üsullarından istifadə edərək , güclü kvant əməliyyatları üçün aşağı səs-küylü mühit yaratdılar.

Layihənin həmmüəllifi və Kvant Texnologiyası üzrə dosent Dorian Qanqloff izah etdi: “Kvant rəyi üsullarını tətbiq etməklə və GaAs kvant nöqtələrinin diqqətəlayiq vahidliyindən istifadə etməklə biz nəzarətsiz nüvə maqnit qarşılıqlı təsirlərinin yaratdığı uzunmüddətli çətinliklərin öhdəsindən gəldik”.

“Bu sıçrayış təkcə kvant nöqtələrini əməliyyat kvant qovşaqları kimi müəyyən etmir, həm də yeni çoxbədənli fizika və meydana çıxan kvant hadisələrini araşdırmaq üçün güclü platformanı açır.”

Gələcəyə baxaraq, Kembric komandası idarəetmə üsullarını təkmilləşdirməklə kvant registrinin məlumatı onlarla millisaniyələrə qədər saxlaya bilmə müddətini uzatmağı hədəfləyir. Bu təkmilləşdirmələr kvant nöqtələrini kvant təkrarlayıcılarında ara kvant yaddaşı kimi uyğunlaşdıracaq – uzaq kvant kompüterlərini birləşdirən kritik komponentlər.

Ətraflı məlumat: Martin Hayhurst Appel və başqaları, Spin qubit üçün çoxbədənli kvant registri, Təbiət Fizikası (2025). DOI: 10.1038/s41567-024-02746-z

Jurnal məlumatı: Təbiət Fizikası 

Kembric Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir