Stanford University electrical engineering Professor Jelena Vuckovic og kolleger på hendes laboratorium, der arbejder på nyt materiale, der kunne danne grundlag for quantum computing.
Mens silicium transistorer i traditionelle computere tryk elektricitet gennem enheder, til at skabe digitale ettaller og nuller, kvantecomputer fungerer ved at isolere spinning elektroner inde i en ny type halvleder-materiale.
Når en laser rammer electron, det viser, hvilken vej det er spinning ved at udsende en eller flere kvanter, eller forskellige partikler, af lys.
Disse spin stater erstatte de ettaller og nuller af traditionelle it.
I hendes studier af næsten 20 år, Vuckovic har fokuseret på ét aspekt af denne udfordring: at skabe nye typer af quantum computer chips, som ville blive byggesten i fremtidens systemer, Xinhua rapporterede.
Udfordringen er at udvikle materialer, der kan fælde en enkelt, isoleret electron.
For at løse problemet, Stanford forskere har for nylig testet tre forskellige tilgange, hvoraf den ene kan fungere ved stuetemperatur, i modsætning til, hvad nogle af verdens førende teknologi virksomheder forsøger med materialer, der er super-afkølet til tæt på det absolutte nulpunkt, den teoretiske temperatur, ved hvilken atomer ville ophøre med at flytte.
I alle tre tilfælde, at forskere i gang med halvleder krystaller, nemlig materialer med en regelmæssig atomic gitter som dragere af en skyskraber.
Med lidt at ændre dette gitter, de forsøgte at skabe en struktur, hvor de atomare kræfter, der udøves af det materiale, der kunne begrænse en spinning electron.
En måde at skabe laser-elektron vekselvirkningen afdeling er gennem en struktur, der er kendt som en quantum dot, eller en lille mængde af indium-arsenid inde i en krystal af galliumarsenid.
Den atomare egenskaber ved de to materialer er kendt for at fælde en spinning electron.
I en artikel publiceret i Nature Physics, Kevin Fischer, en ph.d. – studerende i Vuckovic lab, beskriver, hvordan en laser-elektron processer kan udnyttes inden for en quantum dot til at styre input og output af lys.
Ved at sende mere laser magt til at quantum dot, forskerne kunne tvinge det til at udlede præcis to fotoner i stedet for ét. Det har fordele i forhold til andre førende quantum computing platforme, men kræver stadig kryogene køling.
Så, resultatet kan ikke være nyttigt for en general-purpose computing, men quantum dot kunne have programmer i at skabe tamper-proof-kommunikation i netværk.
En anden måde at electron capture, som Vuckovic og hendes kolleger har undersøgt i to andre tilfælde, er at ændre en enkelt krystal til at fange lys i, hvad der kaldes en farve-center.
I en artikel offentliggjort i NanoLetters, Jingyuan Linda Zhang, ph.d. – studerende i Vuckovic ‘ s lab, der er beskrevet, hvordan en 16-medlemmer forskergruppe har erstattet nogle af kulstofatomer i det krystallinske gitter af en diamant med silicium atomerne.
Ændring oprettet farve centre, der effektivt fanget spinning elektroner i den diamant gitter.
Som quantum dot, men de fleste diamant farve-center eksperimenter kræver kryogene køling.
Men området er stadig i sin tidlige dage, og forskerne er ikke sikker på, hvilken metode eller metoder, der vil vinde.
“Vi ved endnu ikke, hvilken tilgang der er bedst, så vi fortsætter med at eksperimentere,” Vuckovic er angivet.