Siliciumdefekt beviser fotonisk hjørnesten i kvanteinternet | Forskning og teknologi | juli 2022

Advertisement

BURNABY, British Columbia, 14. juli 2022 – Et forskerhold ved Simon Fraser University (SFU) har udnyttet en defekt i silicium, som de mener vil muliggøre skalerbar teknologi. kvante computere og kvanteinternettet, der vil forbinde dem.

Tidligere forskning har vist, at silicium er et velegnet materiale til fremstilling af stabile og langlivede qubits. Den nuværende forskning giver bevis for, at T-centre, en speciel luminescerende defekt i silicium, kan give fotonisk kobling mellem qubits.

En enkelt T-centreret qubit i et siliciumgitter (gengivelse), der understøtter det første enkelt spin nogensinde observeret optisk i silicium.  T-centrets bestanddele (to carbonatomer og et hydrogenatom) er vist i orange, og spindet af en optisk adresseret elektron er vist i lyseblåt.  Leveret af Simon Fraser University.


En qubit med et T-center i siliciumgitteret, der understøtter det første enkelt spin, der nogensinde er observeret optisk i silicium. T-centrets bestanddele (to carbonatomer og et hydrogenatom) er vist i orange, og det optisk adresserbare elektronspin er i lyseblåt. Leveret af Simon Fraser University.


Arbejdet repræsenterer ifølge Stephanie Simmons, meddirektør for SFU’s Silicon Quantum Technology Laboratory, den første isolerede måling af enkelte T-centre og den første måling af et enkelt spin i silicium lavet udelukkende ved optiske målinger.

“En T-center-lignende emitter, der kombinerer højtydende spin-qubits og optisk fotongenerering, er ideel til at bygge skalerbare distribuerede kvantecomputere, fordi de kan behandle og udveksle data sammen i stedet for at forbinde to forskellige kvanteteknologier. én til behandling og én til kommunikation,” sagde Simmons.

Derudover har T-centre den fordel, at de udsender lys med samme bølgelængde som dem, der bruges i nutidens fiberkommunikations- og telenetudstyr.

Optisk mikroskopbillede af en række integrerede fotoniske enheder, der bruges til at udføre den første optiske enkelt-spin-måling i silicium.  Titusindvis af sådanne


Optisk mikroskopbillede af en række integrerede fotoniske enheder, der bruges til at udføre den første optiske enkelt-spin-måling i silicium. Titusindvis af sådanne “mikrovaskere” blev lavet på en enkelt fotonisk siliciumchip. Leveret af Simon Fraser University.


“Med T-centre kan du bygge kvanteprocessorer, der i sagens natur interagerer med andre processorer,” sagde Simmons. “Når din silicium-qubit kan kommunikere ved at udsende fotoner (lys) i det samme område, som bruges i datacentre og fiberoptiske netværk, får du de samme fordele ved at forbinde de millioner af qubits, der kræves til kvanteberegning.”

Forskerne sagde, at udviklingen af ​​kvanteteknologier ved hjælp af silicium giver mulighed for hurtigt at skalere kvantecomputere, da den nødvendige infrastruktur til fremstilling af siliciumcomputerchips allerede eksisterer.

“Dette repræsenterer en næsten uoverkommelig konkurrencefordel i det internationale kvantecomputerræs,” sagde Simmons. Holdet mener, at dets resultater åbner op for umiddelbare muligheder for at skabe silicium-integrerede kvanteinformationsnetværk inden for telekommunikationsområdet.

Undersøgelsen blev offentliggjort i Natur (www.doi.org/10.1038/s41586-022-04821-y).

Add Comment