Предложена модель квантовых вычислений в графеновых нанолентах

Исследователи продолжают искать оптимальную физическую систему для реализации квантовых вычислений. В такой системе должно быть удобно готовить, сохранять и измерять квантовые состояния. Однако требования их долгого сохранения и быстрого считывания противоречивы, поскольку высокая доступность кубитов, как правило, связана с быстрым нарушением их состояний.

Слишком быстрая потеря когерентности - иногда всего за несколько наносекунд - одна из основных проблем реализации кубитов в виде спиновых состояний электронов в полупроводниковых квантовых точках, например, точках на основе арсенида галлия. Ученые из китайского Научно-технологического университета считают, что данную проблему можно решить путем использования в качестве носителей квантовых точек графеновых нанолент.

Они предложили систему квантовых вычислений на основе графеновых нанолент, имеющих Z-образную форму, то есть форму изогнутой в виде буквы Z ленты. Ученые формировали в графеновых лентах в области "зигзага" квантовые точки, которые благодаря низкому спин-орбитальному взаимодействию этого материала показывали относительно длительное время декогерентизации.

Использование ленты, изогнутой многократно в виде зигзага, позволило построить одномерный массив кубитов, а также логические кубиты на основе физических. Кубиты, представленные в виде состояний спинов электронов и дырок, легко готовились и считывались с использованием обычных методов.