EeroQ fångar enskilda elektroner på flytande helium för qubits
Ett startup-företag vid namn EeroQ har publicerat forskning som demonstrerar hur man fångar enskilda elektroner som flyter på flytande helium, och föreslår det som grund för skalbara kvantdatorqubiter. Tekniken utnyttjar gammal fysik för att skapa isolerade elektronspinn med potentiellt utmärkt koherens. Experter föreslår att detta kan möjliggöra snabb skalning med standardtillverkningsprocesser.
Kvantdatorer fortsätter att utvecklas med nya tillvägagångssätt, även när etablerade teknologier avancerar. EeroQ, ett företag som utvecklar nya qubit-system, publicerade nyligen en artikel i Physical Review X som beskriver fysiken bakom att fånga ensamma elektroner på flytande helium. Denna metod, som demonstrerades för ett halvt sekel sedan, placerar elektroner ovanför en dielektisk heliumyta, där en bildladdning binder dem utan kemisk interaktion.
Johannes Pollanen, EeroQ:s chefsvetenskapsansvarige, förklarade processen: "Om du för en laddad partikel som en elektron nära ytan, eftersom helium är dielektiskt, kommer det att skapa en liten bildladdning under i vätskan." Flytande helium, en superfluid som flyter utan viskositet, förblir stabil upp till 4 Kelvin—mycket varmare än den extrema kylning som behövs för många andra qubits. Experimenten använde kiselchip med kanaler för att leda elektroner från en bassäng laddad med en volframtråd till elektromagnetiska fällor formade av supraledande plattor.
Genom att justera fällväggarna minskade forskarna de fångade elektronerna till noll, en eller två, och skiljde tillstånden via en resonatorns frekvensskift mellan flankerande elektroder. En enda elektron kan sedan hållas obegränsat. Artikeln positionerar detta som en "lovande kandidat för att utforska mobila qubit-arkitekturer," med fokus på elektronspinn för qubit-lagring.
Pollanen framhöll fördelarna: "Elektronens spinnkoherens kommer att vara fantastisk," överlägsen silikonbaserade system på grund av isolering i vakuum ovanför helium. Med standard CMOS-teknik kan chip rymma "tiotusentals, hundratusentals, miljoner qubits" med kompakt ledning för digital kontroll. Qubits skulle koda information i par av motriktade spinn-elektroner, vilket mildrar dekoherens under rörelse. Tidigare arbete visade att elektroner kan flyttas över en kilometer, vilket möjliggör intrassling genom att transportera dem för interaktioner.
Även om det inte är bevisat i stor skala erbjuder fysiken en intrigant väg för kvantprocessorer.