Поскольку они настолько маленькие, электроны обычно взаимодействуют слабо с электрическими сигналами. Новое устройство, однако, дает электрону больше времени, чтобы взаимодействовать, и именно эта установка позволяет построить кубит, квант, вычисляющий эквивалентный из немного.
Квантовые компьютеры могли обеспечить необходимую вычислительную мощность, чтобы смоделировать чрезвычайно большие и сложные ситуации в физике, биологии, погодных системах и многих других.В то время как изолированные электроны в вакууме могут хранить квантовую информацию почти отлично в реальных материалах, движения окружающих атомов тревожит их, в конечном счете приводя к потере информации. Эта работа – шаг к пониманию изолированного, заманил единственные электроны в ловушку, использовав в своих интересах уникальные отношения, существующие между электронами и супержидким гелием.
Электроны поднимутся чуть выше поверхности гелия, на расстоянии приблизительно в 10 миллимикронов, нечувствительного к атомным колебаниям ниже. В то время как этот эффект был известен, держание их в структуре устройства сверхпроводимости не было продемонстрировано перед этой работой. В основе этой новой технологии резонатор на основе квантовой электродинамики схемы (cQED) архитектура, которая обеспечивает путь, чтобы заманить электроны в ловушку выше гелия и обнаружить вращения электронов.
Поскольку они настолько маленькие, электроны обычно взаимодействуют только очень слабо с электрическими сигналами. В резонаторе, однако, сигнал подпрыгивает назад и вперед больше чем 10 000 раз, давая электрону больше времени, чтобы взаимодействовать. Именно эта установка позволяет построить кубит, также поддерживая квантовую последовательность. Исследователи Чикагского университета измерили микроволновые фотоны, появляющиеся из резонатора, поскольку электроны медленно пропускались от ловушки с целью измерения единственных электронов.
Специализированное устройство было разработано и построено в сотрудничестве с учеными нанофальсификации из Центра Наноразмерных Материалов. Начальные эксперименты включили приблизительно 100 000 электронов – слишком многие, чтобы управлять квантом механически – но текущие эксперименты сокращают число.
Цель состоит в том, чтобы заманить в ловушку единственный электрон, поведение которого можно проанализировать и управлять для использования в качестве квантового бита.