Открытие спинового кубита в оксиде цинка продвигает масштабируемые квантовые устройства
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследовательская группа под руководством профессора Университета Сонгюнгван Хосуна Со обнаружила атомный дефект в оксиде цинка, который работает как спиновый кубит — ключевой компонент квантовых компьютеров. Дефект излучает яркий видимый свет и сохраняет квантовую информацию около 4 миллисекунд, что позволяет выполнять односчитывание. Результаты, опубликованные в PRX Quantum, предлагают совместимую с полупроводниками альтернативу кубитам на основе алмаза.
Обнаружение дефекта
Команда разработала комплекс молибден-кислород-вакансия, где атом молибдена заменяет атом цинка рядом с отсутствующим атомом кислорода. С помощью квантового моделирования из первых принципов они просканировали кандидатов и определили эту структуру как перспективный спиновый кубит. Дефект излучает яркий видимый свет с фактором Хуана-Риса, значительно меньшим, чем у известных дефектов в оксиде цинка, что указывает на высокое оптическое качество.
Квантовая производительность
Электронный спин на дефекте сохраняет квантовую информацию около 4 миллисекунд даже при магнитном шуме. Сильное спин-орбитальное взаимодействие и стабильная симметричная структура обеспечивают высокоточное односчитывание, необходимое для квантовой коррекции ошибок. Команда продемонстрировала это теоретически, что является первым надежным глубоким спиновым кубитом в оксиде цинка.
Преимущество полупроводников
Оксид цинка широко используется в полупроводниковой промышленности и может быть выращен в виде кристаллов сверхвысокой чистоты. В отличие от алмаза, он совместим со стандартными процессами производства, что потенциально упрощает интеграцию и массовое производство квантовых устройств. Материал также «магнитно тих» и почти не содержит ядерных спинов, что уменьшает декогеренцию.
Что дальше
Команда планирует экспериментально реализовать предложенный кубит в образцах оксида цинка. Остается неясным, можно ли надежно создавать и контролировать дефект в масштабе для практических квантовых вычислений.
1 источник
Открытие спинового кубита в оксиде цинка продвигает масштабируемые квантовые устройства
