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외부 노이즈로부터 스핀 큐비트 보호

30.10.2018

독일 연구원들은 스핀 큐비트를 사용하여 효율적인 양자 컴퓨팅을 수행하기 위해 전기 및 자기 노이즈 차폐를 포괄적으로 조사했습니다.

Constance 대학의 Guido Burkard 교수와 그의 물리학 팀은 양자 정보 처리에 대한 이론적 개념을 개발했습니다. 그들은 짧은 시간 동안 전기 및 자기 노이즈를 차폐하는 방법을 찾았습니다. 이것은 양자 컴퓨터에서 스핀을 메모리로 사용하는 것을 가능하게 합니다. 양자 컴퓨터의 일관성 시간이 증가하고 이 기간 동안 수천 개의 컴퓨터 작업을 수행할 수 있습니다.

양자 컴퓨터의 발전을 위한 기술적 비전은 컴퓨터 과학과 정보 기술에만 의존하지 않습니다. 이론 물리학에 대한 새로운 이해는 실제 구현의 진행에도 영향을 미칩니다. 모든 컴퓨터 또는 통신 장치에는 물리적 시스템에 내장된 정보가 포함되어 있습니다.

양자 컴퓨터 개발의 맥락에서 스핀 큐비트와 그 자기적 특성이 관심의 중심에 있습니다. 양자 기술에서 스핀을 메모리로 사용하려면 정렬해야 합니다. 그렇지 않으면 필요한 방식으로 스핀을 제어할 수 없습니다.

물리학자들은 여러 전자(이 경우 XNUMX개)가 양자 비트를 형성하는 전기장으로 작업할 때 이 문제에 봉착합니다. 또 다른 어려움은 과학자들이 매우 민감하고 깨지기 쉬운 전자 스핀을 다루고 있다는 사실에서 비롯됩니다. 실리콘 고체에서도 전기 또는 자기 노이즈의 외부 영향에 반응합니다. 이 연구는 이론적인 모델과 양자 컴퓨터에 대한 주류 연구에 중요한 추가 사항인 이 노이즈로부터 양자 비트를 보호할 수 있는 방법을 계산하는 데 중점을 둡니다. 짧은 기간 동안이라도 소음을 격리하더라도 최소한 이론상으로는 XNUMX초 만에 수천 번의 컴퓨터 작업을 수행할 수 있습니다.

다음으로 Konstanz의 물리학자들은 이론을 테스트하기 위해 동료들과 함께 실험 작업을 시작할 것입니다. 처음으로 이러한 테스트에는 프린스턴 파트너가 잠재적으로 사용할 수 있는 XNUMX개가 아닌 XNUMX개의 전자가 포함됩니다. Constanta의 물리학자들이 이론적 배경을 제공하는 동안 미국의 동료들은 이 작업의 실험적 부분을 수행하고 있습니다.

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