EeroQ menjebak elektron tunggal pada helium cair untuk qubit
Sebuah startup bernama EeroQ telah menerbitkan penelitian yang menunjukkan cara menjebak elektron individu yang mengambang di helium cair, mengusulkannya sebagai dasar untuk qubit komputasi kuantum yang dapat diskalakan. Teknik ini memanfaatkan fisika lama untuk menciptakan spin elektron terisolasi dengan koherensi yang berpotensi sangat baik. Para ahli menyarankan bahwa ini dapat memungkinkan penskalaan cepat menggunakan proses manufaktur standar.
Komputasi kuantum terus berkembang dengan pendekatan baru, bahkan saat teknologi yang sudah mapan maju. EeroQ, sebuah perusahaan yang mengembangkan sistem qubit baru, baru-baru ini menerbitkan makalah di Physical Review X yang merinci fisika di balik penjebakan elektron tunggal di helium cair. Metode ini, yang pertama kali didemonstrasikan setengah abad lalu, menempatkan elektron di atas permukaan helium dielektrik, di mana muatan citra mengikatnya tanpa interaksi kimia.
Johannes Pollanen, kepala petugas ilmiah EeroQ, menjelaskan prosesnya: "Jika Anda membawa partikel bermuatan seperti elektron dekat permukaan, karena helium adalah dielektrik, itu akan menciptakan muatan citra kecil di bawahnya di cairan." Helium cair, superfluida yang mengalir tanpa viskositas, tetap stabil hingga 4 Kelvin—jauh lebih hangat daripada pendinginan ekstrem yang dibutuhkan untuk banyak qubit lainnya. Eksperimen menggunakan chip silikon dengan saluran untuk membimbing elektron dari baskom yang dimuat dengan filamen tungsten ke dalam jebakan elektromagnetik yang dibentuk oleh pelat superkonduktor.
Dengan menyesuaikan dinding jebakan, peneliti mengurangi elektron yang terjebak menjadi nol, satu, atau dua, membedakan keadaan melalui pergeseran frekuensi resonator antara elektroda samping. Sebuah elektron tunggal kemudian dapat dipegang tanpa batas. Makalah tersebut memposisikan ini sebagai "kandidat menjanjikan untuk mengeksplorasi arsitektur qubit mobile," dengan fokus pada spin elektron untuk penyimpanan qubit.
Pollanen menyoroti keuntungan: "Koherensi spin elektron akan luar biasa," lebih unggul dari sistem berbasis silikon karena isolasi di vakum di atas helium. Menggunakan teknologi CMOS standar, chip dapat menampung "puluhan ribu, ratusan ribu, jutaan qubit" dengan kabel kompak untuk kontrol digital. Qubit akan mengkodekan informasi dalam pasangan elektron spin berlawanan, mengurangi dekoherensi selama pergerakan. Pekerjaan sebelumnya menunjukkan elektron dapat dipindahkan lebih dari satu kilometer, memungkinkan keterkaitan dengan mengangkutnya untuk interaksi.
Meskipun belum terbukti pada skala besar, fisika ini menawarkan jalur menarik untuk prosesor kuantum.