构建人工原子使用漏洞|弧卓越中心在未来的低能电子技术

Hole-based人工原子可以spin-based量子位的关键

第一个孤立的个人孔硅MOSFET量子点

新南威尔士大学的一项研究发表在本周解决关键的挑战创造hole-based人工原子,与优秀的潜力更为稳定,更快、更可伸缩的量子计算。

电子的自旋状态局限于半导体量子点是一种很有前途的量子计算的平台。这样的装置被称为人造原子。

使用漏洞,而不是电子的自旋状态可以解决一些重要的挑战关于一致性和切换速度。

一个粒子的“旋转”是它的内在角动量。

定义的洞电力通常被认为是电子的流动。然而,这并非总是如此:在半导体、电也可以由不同类型的粒子,称为洞。事实上,洞中使用一半的电子开关。

人工原子(又名量子点)纳米晶体管很小它们像合成原子。利用单个电子的量子行为,这类设备显示了一种新型的巨大希望spin-based量子计算机,粒子的自旋将提供额外的自由度。

人工原子使用孔代替电子可以允许更快门操作,同时仍然保留长旋转。

然而,尽管超过50年的研究几乎所有技术发展主要集中在人工使用电子的原子。还有很少的理解黑洞。甚至有可能建立一个人工原子漏洞?

斯科特Liles说,新南威尔士大学

领导的新研究中,斯科特Liles和李Ruoyu在新南威尔士大学,是合作的一部分教授亚历克斯·汉密尔顿在物理和安德鲁•Dzurak电气工程教授,代表了一个关键的一步hole-based人工原子量子信息处理。

“这是第一个详细研究人造原子的自旋物理只有一个洞,”斯科特说Liles说,“这是一个巨大的一步带孔的理解与电子。”

斯科特和合作者从新南威尔士大学使用精确控制在这些微小的电磁环境,nano-fabricated晶体管、学习行为的人工原子与一个八洞。

“我们的研究结果表明,孔人工原子电子同行有非常不同的特性。通过理解和利用漏洞的独特的属性,我们将有更多的工具来开发新的半导体电子设备,”斯科特说。

孔,这听起来像什么,可能只是未来电脑的。

本文报告的第一个测量平面p型硅金属氧化物半导体量子点能够操作到最后一个洞。

在增加电压传感器信号(控制孔的数量)。一个接一个负峰值对应于消除漏洞。一旦删除不再上涨,研究人员知道他们已经删除了所有孔的装置。

自旋和轨道结构特征第一洞六州surface-gated硅金属氧化物半导体量子点(一个“人造原子”),与理论一致。

这些结果有希望一步hole-based自旋量子比特,代表一个稳定、单孔量子点操作在同一平面几何,已经证明是非常成功的电子自旋量子比特。

此外,硅MOS技术的优势兼容目前的工业技术,允许扩大到多个highly-coherent潜力,快速的量子位。

量子电子设备组在新南威尔士大学检查“低维”的基本属性(1 d和2 d)系统,先进的半导体器件,朝着新的半导体和超导设备。

亚历克斯·汉密尔顿教授QED集团领导,也是副主任和新南威尔士大学节点领袖舰队(澳大利亚研究委员会卓越中心未来的低能量电子技术)。

强者强旋轨道相互作用的漏洞使得他们舰队一个有趣的研究领域,为中心开发拓扑电子设备利用旋轨道相互作用。

雷竞技苹果版拓扑材料是在舰队的调查研究主题1,寻求超低电阻电子路径来创建新一代的超低能量电子产品。

舰队汇集了超过一百名澳大利亚和国际专家来开发新一代的超低能量电子产品。

这样的工作背后的推动力是增加的挑战能源用于计算使用5 - 8%的全球电力和每十年翻一番。