Использование технологий компьютерных чипов — одно из преимуществ создания квантового компьютера с помощью квантовых битов (кубитов), размещённых на полупроводниковых квантовых точках — крошечных «островках» заряда, которыми можно управлять с помощью электродов. Однако при масштабировании до большого количества кубитов возникает проблема, связанная с необходимостью множества отдельных электродов.
Александр Ивлев из Технологического университета Делфта в Нидерландах и его коллеги нашли способ обойтись без барьерных затворов — типа электродов, которые, как считалось, необходимы для соединения каждой соседней пары квантовых точек.
Принцип работы
В двухкубитной операции кубиты можно представить как квантовые частицы, населяющие потенциальные ямы, разделённые барьером. Управление высотой этого барьера — ключ к работе, и в обычной конструкции высота задаётся напряжением, приложенным к барьерному затвору, расположенному между двумя квантовыми точками.
Чипу требуется один такой независимо управляемый барьерный затвор для каждой пары соседних квантовых точек, а также так называемый plunger gate (погружной затвор) для каждой квантовой точки, чтобы контролировать глубину потенциальной ямы каждого кубита.
Новое решение
Ивлев и его коллеги показали, что можно выполнять двухкубитные операции без необходимости управления барьерным затвором. Вместо прямого изменения высоты барьера они достигли аналогичного эффекта, используя plunger gates для изменения относительной глубины ям.
Исследователи также показали, что их схема не приводит к значительному снижению когерентности кубитов — важному свойству для обработки квантовой информации.
— Дэвид Эренштейн,
старший редактор журнала Physics Magazine.