Spin-baserade qubits: AIN har väckt intresse för att skapa spin-baserade qubits, som använder spinn av elektroner eller kärnor för att lagra kvantinformation. Det breda bandgapet och starka spin-omloppsinteraktionen i AIN gör det till ett lovande material för detta ändamål. Forskare har visat den koherenta kontrollen och manipuleringen av elektronsnurr i AIN, vilket visar potentialen för spin qubit-operationer.
Kvantprickar: AIN kan användas för att skapa kvantpunkter, som är små halvledarstrukturer som begränsar elektroner eller hål inom en liten region. Kvantprickar i AIN har visat lovande egenskaper för qubit-applikationer, såsom långa spinkoherenstider och förmågan att kontrollera elektronspintillstånden. Genom att exakt konstruera storleken och formen på AIN-kvantprickar strävar forskare efter att optimera deras prestanda för qubit-operationer.
Optiskt adresserbara qubits: Aluminiumnitrid kan integreras med fotoniska strukturer för att skapa optiskt adresserbara qubits. Detta möjliggör kontroll och avläsning av qubits med hjälp av fotoner, vilket är avgörande för kvantkommunikation och kvantnätverk. Forskare har visat integrationen av AIN-kvantprickar med optiska kaviteter, vilket möjliggör effektiv emission och detektering av fotoner från qubittillstånden.
Utmaningar: Även om AIN har visat potential för qubit-applikationer, finns det fortfarande utmaningar som måste åtgärdas. Dessa inkluderar förbättring av koherenstiderna för qubits, minskning av brus- och dekoherenseffekter och uppnående av högfientliga kvantportar. Ytterligare forskning och utveckling krävs för att övervinna dessa utmaningar och fullt ut utnyttja potentialen hos AIN för bearbetning av kvantinformation.
Sammanfattningsvis är aluminiumnitrid (AIN) ett lovande material för att konstruera kvantbitar (qubits) på grund av dess breda bandgap, starka spin-omloppsinteraktion och potential för att skapa spin-baserade qubits, kvantpunkter och optiskt adresserbara qubits. Ytterligare forskning behövs dock för att förbättra koherenstiderna, minska brus och uppnå kvantoperationer med hög kvalitet i AIN-baserade qubit-system.
