NVision og Háskólinn í Ulm kynna sameinda-bita sem lesa má með ljósi

Vísindamenn hjá þýska sprotafyrirtækinu NVision Quantum Technologies og Háskólanum í Ulm hafa hannað sameind sem getur virkað sem skammta-biti, eða qubit, og hægt er að lesa af henni hverri fyrir sig með ljósi. Chemistry World lýsir henni sem fyrstu sameindinni sinnar tegundar sem getur þjónað sem skammta-biti sem tengist einstaklega með ljósi. Verkið birtist í Nature þann 28. október og NVision hyggst nú koma sameindunum fyrir á ljóseindaflísum. Markmiðið er að sýna fram á að hægt sé að framleiða sameinda-bita í stórum stíl, en þeir hafa lengi verið á eftir föngnum jónum, ofurleiðandi rásum og hlutlausum atómum.chemistryworld.com

Sameind hönnuð fyrir verkið

Sameindin, di([1,1′-biphenyl]-4-yl)carbene, hefur fjóra eiginleika sem skammta-biti sem hægt er að nálgast hver fyrir sig þarf að hafa. Undir leysiljósi flúrljómar hún í aðeins einu af þremur rafeindaspunaástandi sínum. Þessi spunaástand endast nógu lengi fyrir útreikninga. Hún glóir nógu skært til að hægt sé að lesa hana og litur hennar helst nógu stöðugur til að leyfa flækju, að því er Chemistry World greindi frá. Hingað til hafa vísindamenn aðeins getað lesið sameinda-bita í hópum og meðaltalsgildi þeirra.chemistryworld.com

NVision sagðist hafa skimað yfir 150 mögulegar sameindir í tölvum og búið til 40 þeirra á rannsóknarstofu. Teymið kom stöðugu forveraefni fyrir inni í kristal úr nærri eins sameind, kól það niður í 4,5 Kelvin og notaði leysi til að breyta forveraefninu í virka skammta-bita. Með því að beita örbylgjupúlsa lengdu vísindamennirnir samhengistímann, mælikvarða á hversu lengi skammta-bitinn heldur skammtaástandi sínu, í 2,2 millisekúndur. Þeir komust einnig að því að losunartíðni sameindanna hreyfðist varla á meira en klukkustund af endurtekinni örvun.quantumcomputingreport.com+2

Sérfræðingar utan hópsins tjá sig

David Awschalom við Háskólann í Chicago kallaði þetta „hágæða sameinda-bita arkitektúr“ og „mikilvægt skref í átt að því að samþætta sameinda-bita við stigstærðar ljósleiðarapalla.“ Danna Freedman við MIT kallaði sýninguna á einnar sameindar aðgengi „stórt skref fyrir sviðið“.chemistryworld.com

Frá kristal til flísar

NVision vill nota sameindirnar í arkitektúr sem fyrirtækið kallar ljóseinda-samþættar skammta-rásir. Í þessari hönnun tengjast rafeindaspunar öðrum skammta-bitum í gegnum ljós og kjarnaspunar virka sem langlíf minni. Fyrirtækið hefur gengið í samstarf við HyperLight, sem framleiðir þunnfilmu litíum-níobat ljóseindatækni, og gerir ráð fyrir fyrstu frumgerðum samþættra flísa á fjórða ársfjórðungi 2026. Langtímamarkmið þess eru 1.000 eðlisfræðilegir skammta-bitar og síðan, fyrir árið 2030, 1.000 villuþolnir rökfræðilegir skammta-bitar á flís.optica-opn.org+2

„Ein stærsta spurningin sem hver aðferð stendur frammi fyrir núna er: er hægt að skala þetta upp í hundruð þúsunda skammta-bita?“ sagði Ilai Schwartz, tæknistjóri NVision. „Raunverulegar verkfræðilegar áskoranir eru enn til staðar en vegna þess að við byggjum á núverandi framleiðsluferlum þurfum við ekki að byggja nýjar verksmiðjur til að ná þangað.“chemistryworld.com