İki bağımsız ekip, spin tabanlı kübitlerin durumlarını ölçmenin yenilikçi bir yolunu göstererek kuantum bilgisayarlar için önemli bir görevi yerine getirdiler. İdeal olarak, kübit okuması hızlı, doğru ve yüksek kübit bağlantısını kolaylaştıran donanımlar kullanılarak gerçekleştirilmelidir. Ayrıca, bu donanım hesaplama mimarisine kolayca entegre edilebilmelidir. Şimdi, elektron spinlerini kübit olarak kullanan umut verici bir kuantum bilgisayarı türü için bu kriterlerin nasıl karşılanabileceğini gösteren iki bağımsız ekip bulunmakta. Bu gösterimler, bu makinelerin büyük ölçekli versiyonlarını gerçekleştirme olasılığını artırmaktadır.
İlk ekip, İngiltere’deki Quantum Motion Technologies’den Giovanni Oakes ve meslektaşları, kübit okuması için kompakt bir sensör geliştirdiler. Bu dedektör, geleneksel sensörlere göre daha az elektrot gerektiren küçük bir ayak izine sahiptir. Ayrıca yüksek okuma sadakati ve hızı sunar ve bir kübitin doğru durumunu 6 μs’nin altında bir ölçüm süresiyle %99,2 doğrulukla ayırır. Önemli olan, bu süre, bir silikon spin tabanlı kübitin durumunu dekoherans yoluyla kaybetmesi için tipik olarak gereken süreden çok daha kısadır, böylece hata düzeltme uygulanabilir hale gelir. Araştırmacılar, sensörlerinin gelecekteki geliştirmeler için en önemli teknolojik parametrelerini belirleyen detaylı bir model ürettiler ve bu modeli kullanarak 1,2 μs’de %99,97 doğruluk elde etmenin mümkün olabileceğini gösterdiler.
Avustralya’daki New South Wales Üniversitesi’nde Mark Hogg ve meslektaşları hem taşınabilir hem de birkaç kübitin durumunu belirleyebilen bir sensör geliştirdi. Araştırmacılar, sistemlerinin üç kübiti maksimum %95 doğrulukla okuyabildiğini ve geliştirilmiş bir versiyonun %99’un üzerinde bir doğruluğa ulaşabileceğini gösterdiler. Buna ek olarak, mevcut sensörün, mevcut cihazlar için yalnızca 3-4 kübitin aksine, doğrusal bir dizide 15 kübite kadar ölçüm yapmak için kullanılabileceğini tahmin ediyorlar. Spin tabanlı kuantum bilgisayarlarda, bu artan aralığın okuma sensörlerinin sayısını ve dolayısıyla toplam ayak izini önemli ölçüde azaltabileceğini öne sürüyorlar.
Her iki grup da bulgularının, gelecek kuantum teknolojisinin potansiyel bileşenleri olarak silikon spin kübitlerinin profilini yükselteceğini iddia ediyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s27
