นักวิจัยในญี่ปุ่นได้พัฒนาเทคนิคในการจัดการกับการหมุนของอิเล็กทรอนิกและนิวเคลียสในผลึกเพชร โครงร่างนี้รวมเอากระบวนการทางแสงและไมโครเวฟเข้าด้วยกัน และอาจนำไปสู่การสร้างระบบขนาดใหญ่สำหรับจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลควอนตัม การหมุนทางอิเล็กทรอนิกส์และนิวเคลียร์ในผลึกโซลิดสเตตบางส่วนเป็นแพลตฟอร์มที่มีแนวโน้มสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมและหน่วยความจำขนาดใหญ่
สปินเหล่านี้
มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมในท้องถิ่นที่อุณหภูมิห้องอย่างอ่อน ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถทำงานเป็นควอนตัมบิต (qubits) ที่เก็บข้อมูลควอนตัมเป็นเวลานานมาก นอกจากนี้ การหมุนดังกล่าวสามารถควบคุมได้โดยไม่มีการสูญเสียที่สำคัญ โดยปกติแล้ว สปินจะตอบสนองต่อทั้งแสงออปติก
และไมโครเวฟ แสงออพติคอลนั้นดีสำหรับความแม่นยำเชิงพื้นที่ในการจัดการการหมุนแต่ละครั้งเนื่องจากความยาวคลื่นที่สั้นกว่า ในทางกลับกัน ไมโครเวฟที่ยาวขึ้นจะให้การควบคุมความเที่ยงตรงสูงของการหมุนทั้งหมดในคริสตัลโดยไม่ต้องใช้ความละเอียดเชิงพื้นที่
ตอนนี้และเพื่อนร่วมงานในญี่ปุ่นได้พัฒนาวิธีจัดการกับการหมุนแต่ละรอบที่รวมจุดแข็งของการควบคุมด้วยแสงและไมโครเวฟเข้าด้วยกัน พวกเขาใช้ไมโครเวฟเพื่อควบคุมการหมุนของเพชรแต่ละเม็ดโดย “สปอตไลต์” อย่างแม่นยำโดยใช้แสงออปติคอล พวกเขาแสดงการดำเนินการคัดเลือกไซต์
สำหรับการประมวลผลข้อมูลและสร้างความยุ่งเหยิงระหว่างสปินอิเล็กทรอนิกส์และนิวเคลียร์สำหรับการถ่ายโอนข้อมูล ศูนย์ไดมอนด์เอ็นวีสำหรับการหมุน ทีมงานใช้ศูนย์ไนโตรเจน-ว่าง (NV) ในผลึกเพชร สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงสองอะตอมในตาข่ายเพชรถูกแทนที่ด้วยอะตอม
ของไนโตรเจนและตำแหน่งที่ว่าง สถานะกราวด์ เป็นระบบอิเล็กทรอนิกส์แบบ spin-1 ที่สามารถใช้เป็น เพื่อเข้ารหัสข้อมูลได้ ในการคำนวณ เราต้องสามารถเปลี่ยนสถานะการหมุนของ qubits ในลักษณะที่ควบคุมได้ สำหรับ qubit เดียว ก็เพียงพอแล้วที่จะมีชุดของการดำเนินการที่สำคัญสี่ชุดในการทำเช่นนี้
นี่คือการดำเนิน
การระบุตัวตนและประตู Pauli X, Y, Z ซึ่งหมุนสถานะรอบแกนสามแกนของทรงกลมโบลชประตูโฮโลโนมิกสากลการดำเนินการเหล่านี้สามารถนำไปใช้ได้โดยใช้วิวัฒนาการแบบไดนามิก โดยที่ระบบสองระดับถูกขับเคลื่อนโดยสนามที่เสียงสะท้อนหรือใกล้เคียงกับการเปลี่ยนเพื่อ “หมุน” คิวบิต
ไปยังสถานะที่ต้องการ อีกวิธีหนึ่งคือการใช้เกทโฮโลโนมิก ซึ่งเฟสของสถานะในพื้นฐานที่ใหญ่ขึ้นจะเปลี่ยนไปเพื่อให้มีผลของเกทที่ต้องการบนพื้นที่ย่อย qubit สองระดับ เมื่อเปรียบเทียบกับวิวัฒนาการแบบไดนามิก วิธีนี้ถือว่ามีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับกลไกการคลายตัวเนื่องจากระยะที่ได้มาไม่ได้ขึ้น
อยู่กับเส้นทางวิวัฒนาการที่แน่นอนของสถานะที่ใหญ่กว่าในงานวิจัยล่าสุดนี้ Kosaka และเพื่อนร่วมงานได้สาธิตการเลือกไซต์ของเทคนิคของพวกเขาเป็นครั้งแรกโดยการโฟกัสเลเซอร์ที่ศูนย์ NV ที่เฉพาะเจาะจง สิ่งนี้จะเปลี่ยนความถี่การเปลี่ยนแปลงที่ไซต์นั้น เพื่อไม่ให้ไซต์อื่นตอบสนองเมื่อระบบทั้งหมด
ขับเคลื่อนด้วยไมโครเวฟที่ความถี่ที่เหมาะสม เมื่อใช้เทคนิคนี้ ทีมงานสามารถระบุพื้นที่ที่มีขนาดไม่กี่ร้อย
นาโนเมตรได้ แทนที่จะเป็นบริเวณที่ใหญ่กว่ามากที่ได้รับแสงจากไมโครเวฟการเลือกไซต์ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าสามารถใช้การดำเนินการประตูโฮโลโนมิก Pauli-X, Y และ Z
ด้วยความเที่ยงตรงที่ดี (มากกว่า 90%) ความเที่ยงตรงของเกทเป็นตัววัดว่าประสิทธิภาพของเกทที่ใช้นั้นใกล้เคียงกับเกทในอุดมคติเพียงใด พวกเขาใช้พัลส์ไมโครเวฟที่พลิกเฟสระหว่างนั้นซึ่งทำให้โปรโตคอลมีความทนทานต่อพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าเวลาในการเชื่อมโยงกัน
ของการหมุนประมาณ 3 มิลลิวินาทียังคงอยู่แม้หลังจากการทำงานของประตูที่ใช้เวลาเทียบเคียงกัน
ความทรงจำควอนตัมและเครือข่ายนอกจากสถานะสปินอิเล็กทรอนิกส์แล้ว ศูนย์ NV ยังมีสถานะสปินนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับนิวเคลียสไนโตรเจนที่สามารถเข้าถึงได้ แม้ในอุณหภูมิห้อง สถานะเหล่านี้
มีอายุยืนยาวมาก
เนื่องจากแยกตัวออกจากสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุนี้ สถานะการหมุนของนิวเคลียสของศูนย์ NV จึงสามารถใช้เป็นหน่วยความจำควอนตัมเพื่อจัดเก็บข้อมูลควอนตัมได้เป็นเวลานาน ซึ่งแตกต่างจาก qubits ที่อาศัยวงจรตัวนำยิ่งยวด ซึ่งจำเป็นต้องอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่ามิลลิเคลวินเพื่อเอาชนะสัญญาณรบกวน
จากความร้อน และมีความอ่อนไหวต่อความไม่สมดุลที่เกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ด้วยเหตุนี้เครื่องตรวจจับนิวตริโนจึงต้องมีขนาดใหญ่และสร้างไว้ใต้ดิน มิฉะนั้น ปฏิกิริยาของรังสีคอสมิกจะเลียนแบบสัญญาณนิวตริโน เมื่อนิวตริโนทำปฏิกิริยากับน้ำหนักในถัง รังสีเซเรนคอฟจะถูกปล่อยออกมา
และบันทึกโดยหลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ 10,000 หลอดที่ล้อมรอบถังนักดาราศาสตร์หวังว่าหอดูดาวนี้จะช่วยแก้ปัญหานิวตริโนจากดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่ว่าการทดลองในปัจจุบันตรวจพบฟลักซ์ของนิวตริโนจากดวงอาทิตย์น้อยกว่าครึ่งหนึ่งตามที่ทฤษฎีคาดการณ์ไว้ คำอธิบายหนึ่งที่เป็นไปได้
คือนิวตริโนของอิเล็กตรอนกำลังแกว่งเป็นนิวตริโนแบบมิวออนที่การทดลองอื่นๆ ไม่สามารถตรวจจับได้ แต่สิ่งนี้ต้องการให้นิวตริโนมีมวลไม่เป็นศูนย์ ซึ่งจะมีความหมายอย่างมากต่อฟิสิกส์ของอนุภาคและจักรวาลวิทยา หอดูดาวควรสามารถตรวจจับนิวตริโนจากเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์อื่นๆ
โคซากะและเพื่อนร่วมงานยังสามารถสร้างความพัวพันระหว่างสปินอิเล็กทรอนิกส์และสปินนิวเคลียร์ในศูนย์ NV สิ่งนี้ทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลควอนตัมจากโฟตอนที่ตกกระทบไปยังสปินอิเล็กทรอนิกส์ของศูนย์ NV และส่งต่อไปยังหน่วยความจำควอนตัมของสปินนิวเคลียร์ ความสามารถดังกล่าวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประมวลผลแบบกระจาย ซึ่งโฟตอนสามารถใช้เพื่อถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง
แนะนำ ufaslot888g
