Bir tuzak dizisinde, tek bir Mg+ iyonu, kuantum tutarlılığını kaybetmeden farklı noktalar arasında 100.000’den fazla kez hareket ettirebiliyorlar.
Karmaşık kuantum devreleri, tuzaklanmış iyon kübitlerini bir tuzak dizisindeki yerler arasında “mekikleme” kapasitesiyle mümkün olabilir ve bu da statik iyonlarla gerçekleştirilmesi zor olan simülasyonları çalıştırmayı mümkün kılmakta.
Şimdi, Almanya’daki Freiburg Üniversitesi’nden Deviprasath Palani ve arkadaşları, böyle bir dizideki konumlar arasında tek tek iyonları kaybetmeden ya da kuantum özelliklerini değiştirmeden nasıl transfer edilebileceğini gösteriyor. Bu korumanın gerçekleştiğini teyit etmek hayati önem taşıyordu çünkü iyon kübitleri kuantum işlerini ancak elektriksel tutarlılıkları mekikleme sırasında korunursa gerçekleştirebilir.
Bilim insanları, bir vakum odasının hacmini, hassas bir şekilde konumlandırılmış elektrotlar ve sunumları için kabın içinde bir yakalama dizisi oluşturmak üzere bir mikroçip cihazı kullanarak 13 farklı bölgeye böldüler. Bu 13 konum birkaç on mikrometre aralıkla yerleştirildi. Bu dizinin içine piramit şeklinde yerleştirilen dört “aktif” bölge, ekibin mekikleme deneyi için kullandığı yerlerdi. Ekip, bölgeler arasındaki elektrik bariyerini açıp kapatarak bir iyonun geçebileceği bir “taşıma kanalını” açıp kapatabildi.
Grup, tekniğin bir iyonu tuzak konumları arasında transfer etmek için etkili olduğunu gösterdi. İyonun ölçümleri, tuzak etrafında 100.000’e kadar yolculuk gerektiren bu mekik sırasında başlangıçtaki kuantum tutarlılığını koruduğunu ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, tek bir iyon tarafından gerçekleştirilen yolculuk sayısını en üst düzeye çıkarmak için cihazlarının işlevselliğini optimize etmeye çalıştıklarını belirtiyorlar. Ayrıca, yöntemlerinin uygulamasını, gerçek kuantum sistemlerini daha doğru bir şekilde taklit edebilecek daha karmaşık, katmanlı tuzak dizilerine genişletmeyi amaçlıyorlar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s75
