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segunda-feira, 5 de abril de 2021

Qubits compostos de buracos podem ser o truque para construir computadores quânticos maiores e mais rápidos

 Caros Leitores;











Crédito: Pixabay / CC0 Public Domain

Um novo estudo indica buracos na solução para o trade-off de velocidade / coerência operacional, potencial aumento de qubits para um computador mini-quântico.

Prevê-se que os computadores quânticos sejam muito mais poderosos e funcionais do que os computadores "clássicos" de hoje.

Uma maneira de fazer um bit quântico é usar o 'spin' de um elétron, que pode apontar para cima ou para baixo. Para tornar os computadores quânticos o mais rápidos e eficientes possível, gostaríamos de operá-los usando apenas campos elétricos, que são aplicados com eletrodos comuns.

Embora o spin normalmente não "converse" com os campos elétricos, em alguns materiais os spins podem interagir com os campos elétricos indiretamente, e esses são alguns dos materiais mais quentes atualmente estudados na computação quântica.

A interação que permite que os spins se comuniquem com os campos elétricos é chamada  e remonta à teoria da relatividade de Einstein.

O medo dos pesquisadores da  é que, quando essa interação for forte, qualquer ganho na velocidade da operação seja compensado por uma perda na coerência (essencialmente, por quanto tempo podemos preservar as informações quânticas).

"Se os elétrons começarem a falar com os campos elétricos que aplicamos no laboratório, isso significa que eles também estão expostos a campos elétricos flutuantes indesejados que existem em qualquer material (genericamente chamado de 'ruído') e as informações quânticas frágeis desses elétrons seriam destruídas , "diz A / Prof Dimi Culcer (UNSW / FLEET), que liderou o estudo do roteiro teórico.

"Mas nosso estudo mostrou que esse medo não se justifica".

"Nossos  mostram que uma solução é alcançada usando buracos, que podem ser considerados como a ausência de um elétron, comportando-se como elétrons carregados positivamente".

Desta forma, um bit quântico pode ser tornado robusto contra flutuações de carga decorrentes do fundo sólido.

Além disso, o '  ' em que o  é menos sensível a esse ruído é também o ponto em que pode ser operado mais rapidamente.

"Nosso estudo prevê que tal ponto existe em cada  feito de buracos e fornece um conjunto de diretrizes para que os experimentalistas alcancem esses pontos em seus laboratórios", diz Dimi.

Alcançar esses pontos facilitará os esforços experimentais para preservar  pelo maior tempo possível. Isso também fornecerá estratégias para 'aumentar' os bits quânticos - ou seja, construir uma 'matriz' de bits que funcionaria como um mini-  quântico.

"Esta previsão teórica é de importância fundamental para aumentar a escala dos processadores quânticos e os primeiros experimentos já foram realizados", disse o professor Sven Rogge, do Centro de Computação Quântica e Tecnologia de Comunicação (CQC2T)".

"Nossos experimentos recentes em qubits de buraco usando aceitadores em silício já demonstraram tempos de coerência mais longos do que esperávamos", diz A / Prof Joe Salfi da University of British Columbia. "É encorajador ver que essas observações repousam em bases teóricas sólidas. As perspectivas para os qubits do buraco são realmente brilhantes".

O artigo, "Pontos de operação ideais para qubits de  órbita de buraco Ge ultrarrápido e altamente coerente ", foi publicado na revista parceira da Nature npj Quantum Information em abril de 2021.

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Mais informações: Zhanning Wang et al. Pontos de operação ideais para qubits de spin-órbita de buraco Ge ultrarrápidos e altamente coerentes, npj Quantum Information (2021). DOI: 10.1038 / s41534-021-00386-2

Fornecido pelo Australian Research Council


Fonte: Phys News / pelo Australian Research Council
  / 05-04-2021 


https://phys.org/news/2021-04-qubits-holes-faster-larger-quantum.html   
 
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanicand Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.


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