日本理化学研究所在硅量子点寿命研究上取得突破

在日本理化学研究所,物理学家们开发出一种优化半导体纳米器件的理论模型，证明了精心设计的量子点可以创造出抗噪声的强大的硅空旋量子比特。这项研究对于理解去噪和设计大规模量子计算机至关重要。

电子有一种被称为自旋的特性，当被测量时，它以两种状态之一存在，就像传统计算中使用的二进制信息或比特。但由于其量子性质，自旋可以存在于两种状态的叠加中。这些量子比特，或称量子比特，是量子信息处理的核心。

这种不可避免的衰变，或称去相位，是一个基本的限制，也是与经典信息的一个重大区别，经典信息可以被永久化。了解耗损对于开发缓解耗损的方法至关重要，从而有助于开发大规模量子计算机的可靠性设计。

现在，斯塔诺与CEMS的同事Ognjen Malkoc和Daniel Loss一起，从理论上建立了一个被困在硅量子点中的孔的模型。利用这个模型，他们证明了空穴自旋保持其量子状态的时间长度取决于量子点的大小和形状以及施加在它身上的磁场和电场。

该团队通过超越既定的理论模型，确定了量子点的稳健配置。斯塔诺说："我们的结果表明，通过精心设计一个量子点，并以特定的方式放置电场和磁场，我们可以找到甜蜜点，在这些甜蜜点上，硅空穴-自旋量子比特对电噪声具有明显的鲁棒性。"

这突出了自旋量子比特的主要优势之一--它们在很大程度上不受电噪声的影响，电噪声是每个半导体设备中存在的最强类型的噪声。研究人员表示，这项工作可以帮助开发更好的量子计算机，并且有助于解决现有技术中遇到的问题。

（编辑：银川站长网）

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