Ett team av forskare vid California Institute of Technology har funnit att arrayer av strontium Rydberg-atomer visar lovande för användning i en kvantdator. I deras tidning publicerad i tidningen Naturfysik , forskarna beskriver sin studie av kvanttrasslade jordalkaliatomer ordnade i arrayer och vad de lärde sig om dem. I samma nummer, Wenhui Li, med National University of Singapore, har publicerat en News &Views-artikel som utforskar tillståndet för kvantberäkningsforskning, och beskriver arbetet som gjorts av teamet på CIT.

Kvantdatorer som kan utföra verkligt datorarbete har fortfarande inte realiserats, men arbetet fortsätter eftersom forskarna är övertygade om att målet kommer att nås. Och som Li noterar, de flesta av demo-kvantdatorerna i tidigt skede är baserade på supraledande qubits eller fångade jonplattformar, även om andra system studeras, också. Ett sådant system är baserat på neutrala atomer där laddningarna av protoner och elektroner balanserar. I denna nya ansträngning, forskarna tittade på en typ av neutralt atomsystem baserat på Rydberg-atomer (exciterade atomer med en eller flera elektroner som också har ett högt kvantantal). För att använda sådana atomer i en kvantdator, de måste, självklart, vara intrasslad – och det måste finnas många av dem, vanligtvis arrangerade i en array.

I deras arbete, teamet på CIT utvecklade ett sätt att demonstrera intrassling av Rydberg-atomer i arrayer – och som en del av systemet, de kunde upptäcka och kontrollera Rydberg qubits med aldrig tidigare skådad trohet. För att uppnå denna bedrift, de började med att inse fotonkoppling mellan olika nivåer av Rydbergs grundtillstånd, på så sätt undviker spridning. Genom att göra det möjliggjordes också effektiv upptäckt av Rydberg-tillstånd, avsevärt förbättra detektionstroheten. Forskarna visade också två-qubit intrassling med hjälp av pincettpotentialer, också med hög trohet.

Resultatet visade att trohet högre än 0,99 kunde uppnås med enkel- och två-qubit-plattformar av arrayade strontium Rydberg-atomer, som, laget noterar, är nära det som uppnås med supraledande qubits eller fångade joner. Det visar också att att studera kvantdatorer baserade på neutrala atomer är ett genomförbart forskningsalternativ i sökandet efter en riktig kvantdatorlösning.

© 2020 Science X Network