İnqrid Fadelli , Phys.org tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Spin-kubit cihazında radiotezlikli elektron kaskadı. Parlaq mərkəzi xüsusiyyət kaskad effekti ilə yaradılan gücləndirilmiş oxuma siqnalını göstərir. Bu metodda bir elektronun hərəkəti cihazın digər hissəsində koordinasiyalı hərəkəti idarə edir və əks halda çox zəif olacaq siqnalı artırır. Mənbə: Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01582-8.

Kvant mexaniki effektlərdən istifadə edərək məlumatları emal edən cihazlar olan kvant kompüterləri, klassik kompüterlərdən istifadə etməklə həll edilməsi çətin və ya qeyri-mümkün olan bəzi tapşırıqları həll edə bilər. Bu sistemlər, məlumatları ikili dəyərlərdən (“0” və ya “1”) istifadə edərək təmsil edən klassik kompüterlərin istifadə etdiyi bitlərdən fərqli olaraq, məlumatları eyni anda birdən çox vəziyyətdə mövcud ola bilən məlumat vahidləri olan kubitlər kimi təmsil edir.

Son illərdə hazırlanmış bəzi kvant kompüterləri kvant məlumatlarını kvant nöqtələri kimi tanınan kiçik yarımkeçirici əsaslı strukturlarda ilişib qalmış elektronların və ya nüvələrin spinində (yəni daxili bucaq impulsu) saxlayır. Lakin bu cihazların etibarlı şəkildə işləməsi üçün mühəndislər etibar etdikləri spin kubitlərinin kvant vəziyyətlərini dəqiq ölçə bilməlidirlər ki, bu da kubit oxunması kimi tanınır. Bu vəziyyətlərin memarlıq baxımından kompakt şəkildə və ya başqa sözlə, çoxsaylı daha böyük komponentlərdən fərqli olaraq məkana qənaət edən aparatlardan istifadə etməklə dəqiq ölçülməsi də faydalı olardı.

Kvant Hərəkatı və London Universitet Kollecinin (UCL) tədqiqatçıları bu yaxınlarda yüksək tezlikli elektrik siqnallarından istifadə edən spin kubitlərinin vəziyyətlərini aydın şəkildə oxumaq üçün yeni bir yanaşma təqdim etdilər. Nature Electronics jurnalında dərc olunmuş bir məqalədə təqdim edilən bu metod , Jacob F. Chittock-Wood və həmkarları tərəfindən UCL-də doktorluq dərəcəsini tamamlayarkən hazırlanmışdır.

“Əvvəlcə məqsədimiz sənaye çip texnologiyasından istifadə edərək hazırlanmış yeni nəsil kvant cihazlarını xarakterizə etmək idi”, – məqalənin aparıcı müəllifi və hazırda Yaponiyadakı RIKEN-də doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı olan Ceykob F. Çittok-Vud Phys.org-a bildirib. “Lakin ölçmələrimiz zamanı gözlənilməz bir siqnalla qarşılaşdıq ki, bu da bizi spin kubitlərini oxumağın yeni bir yolunu kəşf etməyə vadar etdi. Daha sonra bu texnikadan iki elektron spini arasındakı mübadilə qarşılıqlı təsirini ölçmək üçün istifadə etdik ki, bu da spin əsaslı kvant kompüterlərində iki kubit əməliyyatlarının arxasında duran əsas qarşılıqlı təsirdir.”İki elektron spini arasındakı mübadilə rəqsləri. Zolaqlı naxış iki spinin zamanla istiqamətlərini dəfələrlə dəyişdirdiyini göstərir. Bu mübadilə qarşılıqlı təsirinin idarə olunması spin əsaslı kvant kompüterlərində iki kubit əməliyyatları üçün əsas tərkib hissəsidir. Mənbə: Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01582-8.

Zəif siqnalların radiotezlik kaskadı ilə gücləndirilməsi

Çittok-Vud və həmkarları tərəfindən təqdim edilən spin qubit vəziyyətlərini ölçmək üçün yeni yanaşma radiotezlikli elektron kaskad oxunuş adlanır. Bu metod, yarımkeçirici əsaslı kvant nöqtə cihazlarında elektrik yükünü irəli və geri hərəkət etdirmək üçün radiotezlik siqnallarından istifadə edir.

Çittok-Vud izah etdi: “Bu hərəkət rezervuara qoşulur və burada daha güclü reaksiya yaradır və əks halda çox zəif olacaq siqnalı effektiv şəkildə gücləndirir. Unikal olan odur ki, bu proses tək bir kaskad hadisəsi kimi baş vermək əvəzinə, radiotezlik sürücüsü ilə davamlı olaraq təkrarlanır. Biz bu təsiri eksperimental olaraq planar silikon MOS spin-qubit cihazında nümayiş etdirdik.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, tədqiqatçılar yanaşmalarını prototip kvant prosessoru üzərində tətbiq etdilər və onun müxtəlif spin vəziyyətlərini ayırd etmək qabiliyyətini qiymətləndirdilər. Onlar metodlarının daha aydın siqnallar verdiyini və siqnal-səs-küy nisbətini 35 dB-dən çox artırdığını aşkar etdilər.

Xüsusilə, Çittok-Vud və həmkarları təxminən 7,6 mikrosaniyədə iki elektronlu spin vəziyyətlərini etibarlı şəkildə oxuya bildilər. Bundan əlavə, onların yanaşmasından istifadə edərək kvant məntiqi əməliyyatlarını yerinə yetirmək üçün lazım olan spin kubitləri üzərində əlaqəli nəzarətə nail oldular.

Çittok-Vud bildirib ki, “Kvant hesablamasının sonunda nəticəni müəyyən etmək üçün kubitlər ölçülməlidir. Yarımkeçirici spin kubitlərində bu, adətən yaxınlıqdakı yükləmə sensoru istifadə edilərək edilir, lakin bu sensorlar mürəkkəblik əlavə edir və çipdə dəyərli yer tutur. Radiotezlikli elektron kaskad oxuma cihazımız normalda olduqca zəif olan siqnalı güclü şəkildə gücləndirməklə kompakt alternativ təklif edir. Düz silikonlu MOS cihazlarımızda bu, oxşar performansı qoruyarkən, eyni platformadakı əvvəlki yanaşmalardan yüzlərlə dəfə daha sürətli oxuma təmin etdi.”

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Ölçülən kvant hesablamalarına doğru daha bir addım

Bu tədqiqat qrupu tərəfindən hazırlanmış spin qubit oxuma metodu tezliklə daha da təkmilləşdirilə və daha böyük kvant prosessorlarına tətbiq oluna bilər. Gələcəkdə bu metod həmçinin uzaqdan qubit vəziyyətlərinin oxunmasına imkan verə bilər ki, bu da birdən çox kubitin ortaq oxuma infrastrukturundan istifadə etməsinə imkan verəcək.

Bu yaxınlarda dərc olunmuş məqalədə ölçmə aydınlığı və sürətindəki irəliləyişlər digər tədqiqatçıları da oxşar radiotezlik əsaslı spin oxuma metodları hazırlamağa ruhlandıra bilər. Nəticədə, bu metodlar kvant kompüterlərinin inkişafına töhfə verə bilər və potensial olaraq onların kiçik laboratoriya sistemlərindən real dünyada yerləşdirilə bilən daha böyük və tam işləyən prosessorlara keçidini asanlaşdıra bilər.

Çittok-Vud əlavə edib ki, “Bu yanaşmanın əsas cəlbedici cəhəti ondan ibarətdir ki, prinsipcə, eyni oxuma infrastrukturunu paylaşarkən birdən çox kubitin paralel olaraq ölçülməsinə imkan verə bilər. Növbəti addım metodu daha böyük massivlərə genişləndirmək və bu cür uzaq, multipleksləşdirilmiş oxuma nümunəsini nümayiş etdirməkdir. Əgər uğurlu olarsa, kvant çiplərini miqyaslandırmaq üçün lazım olan sensorların və naqil xətlərinin sayını azalda bilər.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeb Klark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert İqan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Jacob F. Chittock-Wood və digərləri, Qoşulmuş spin kubitlərinin radiotezlik kaskad oxunuşu, Nature Electronics (2026). DOI: 10.1038/s41928-026-01582-8 .

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

Əsas anlayışlar

Kvant alqoritmləri və hesablamaKvant nöqtələriYarımkeçiricilər

© 2026 Science X Network