Автор: Ингрид Фаделли, Phys.org.
Микросхема квантовых точек, установленная на печатной плате. Фото: Адам Фенстер / Университет Рочестера.
Квантовые компьютеры, использующие кубиты вместо классических битов, могут выполнять вычисления быстрее и эффективнее. Кремниевые квантовые точки, захватывающие электроны, являются перспективными кубитами, но многие из них подвержены декогеренции — разрушению состояний кубитов из-за взаимодействия с окружающей средой.
Исследователи Университета Рочестера экспериментально реализовали темное состояние с ядерным спином, теоретически способствующее улучшению работы квантовых компьютеров за счет подавления нежелательных взаимодействий и снижения декогеренции. В их работе, опубликованной в Nature Physics, продемонстрирован потенциал этого состояния для уменьшения декогеренции в квантовых системах, что может улучшить контроль над обработкой квантовой информации.
Используя кремний, исследователи смогли управлять ядерными спинами более эффективно. Они манипулировали спинами электронов в двойной квантовой точке, чтобы создать динамическую ядерную поляризацию и отменить взаимодействие ядер со спинами электронов. Полученные результаты подтвердили теоретические предсказания о темных состояниях, значительно подавляя взаимодействие между ядерными и электронными спинами, пока ядерные спины оставались синхронизированными.
Дополнительная информация: Xinxin Cai et al, The formation of a nuclear-spin dark state in silicon, Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-024-02773-w.
Источник: Newly realized nuclear-spin dark state promises reduced quantum decoherence