.Stretching the Limits: How Diamond Manipulation Enhances Quantum Bits
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.Stretching the Limits: How Diamond Manipulation Enhances Quantum Bits
한계 확장: 다이아몬드 조작이 양자 비트를 향상시키는 방법
주제:아르곤 국립 연구소다이아몬드암사슴양자 컴퓨팅양자정보과학시카고대학교 작성자 LOUISE LERNER, 시카고 대학교 2023년 12월 5일 다이아몬드 물리학 예술 개념 DECEMBER 5, 2023
-양자 네트워킹의 발전은 다이아몬드 필름을 늘려 양자 비트가 보다 효율적이고 적은 비용으로 작동할 수 있게 함으로써 실용적인 양자 네트워크를 향한 중요한 진전을 이뤘습니다. Argonne의 획기적인 발전으로 UChicago 연구자들은 양자 인프라를 위한 길을 닦는 데 도움을 줄 수 있습니다. Q-NEXT 양자 연구 센터의 지원을 받는 작업에서 과학자들은 '다이아몬드의 얇은 필름을 늘려 더욱 비용 효율적으로 만듭니다. 그리고 제어 가능한 큐비트. 미래의 양자 네트워크는 시카고 대학, 아르곤 국립 연구소 및 케임브리지 대학의 연구원들 덕분에 단순화될 수 있습니다.
-연구진은 양자 네트워크 엔지니어링의 획기적인 발전을 발표했습니다. 즉, 다이아몬드의 얇은 필름을 "늘려" 장비와 비용을 크게 줄이면서 작동할 수 있는 양자 비트를 만들었습니다. 또한 이러한 변경으로 인해 비트를 더 쉽게 제어할 수 있게 되었습니다. 연구원들은 11월 29일 Physical Review X 저널에 발표된 연구 결과가 미래의 양자 네트워크를 더욱 실현 가능하게 만들 수 있기를 바랍니다.
-이번 연구를 이끈 프리츠커 분자공학과(Pritzker School of Molecular Engineering) 조교수 알렉스 하이(Alex High)는 “이 기술을 사용하면 시스템을 작동하는 데 훨씬 덜 자원 집약적인 지점까지 시스템의 작동 온도를 극적으로 높일 수 있다”고 말했다.
다이아몬드 박막 스트레칭 연구진은 다이아몬드의 얇은 필름을 "늘려" 장비와 비용을 크게 줄이면서 작동할 수 있는 양자 비트를 만들었습니다. 크레딧: Peter Allen
다이아몬드 기반 큐비트의 혁신 양자 비트 또는 큐비트는 컴퓨팅 네트워크의 미래를 연구하는 과학자들의 관심을 끄는 고유한 속성을 가지고 있습니다. 예를 들어 해킹 시도에 사실상 영향을 받지 않게 만들 수 있습니다. 그러나 이것이 널리 보급되고 일상적인 기술이 되기 전에 해결해야 할 중요한 과제가 있습니다. 주요 문제 중 하나는 양자 네트워크를 따라 정보를 전달하는 "노드"에 있습니다. 이러한 노드를 구성하는 큐비트는 열과 진동에 매우 민감하므로 과학자들은 작동하려면 큐비트를 극도로 낮은 온도로 냉각해야 합니다.
“오늘날 대부분의 큐비트에는 방 크기의 특수 냉장고와 이를 실행하기 위한 고도로 훈련된 팀이 필요합니다. 따라서 5km 또는 10km마다 하나를 구축해야 하는 산업용 양자 네트워크를 구상하고 있다면 이제 꽤 많은 인프라와 노동력이 필요하다고 High는 설명했습니다. High의 연구실은 시카고대 산하 미국 에너지부 국립 연구소인 Argonne National Laboratory의 연구원들과 협력하여 이러한 큐비트를 만드는 재료를 실험하여 기술을 향상시킬 수 있는지 확인했습니다. 가장 유망한 큐비트 유형 중 하나는 다이아몬드로 만들어집니다.
그룹 IV 색상 센터로 알려진 이 큐비트는 상대적으로 오랜 기간 동안 양자 얽힘을 유지하는 능력으로 알려져 있지만, 그렇게 하려면 절대 0보다 약간 높은 수준으로 냉각되어야 합니다.
-팀은 재료의 구조를 수정하여 어떤 개선이 가능한지 알아보고 싶었습니다. 다이아몬드의 경도를 고려하면 어려운 작업이었습니다. 그러나 과학자들은 뜨거운 유리 위에 얇은 다이아몬드 필름을 놓으면 분자 수준에서 다이아몬드를 "늘릴" 수 있다는 것을 발견했습니다. 유리가 냉각됨에 따라 다이아몬드보다 느린 속도로 수축하여 다이아몬드의 원자 구조가 약간 늘어납니다. 마치 포장 도로가 그 아래의 지구가 냉각되거나 따뜻해지면 팽창하거나 수축한다고 High는 설명했습니다. 중요한 기술적 영향 이러한 스트레칭은 원자를 극소량만 떨어뜨릴 뿐이지만 재료의 거동에 극적인 영향을 미칩니다.
-첫째, 큐비트는 이제 최대 4켈빈(또는 -452°F)의 온도에서도 일관성을 유지할 수 있습니다. 여전히 매우 춥지만 덜 전문적인 장비를 사용하면 달성할 수 있습니다. High는 “인프라와 운영 비용 면에서 엄청난 차이가 있습니다.”라고 말했습니다. 둘째, 이러한 변화로 인해 마이크로파로 큐비트를 제어하는 것도 가능해졌습니다. 이전 버전에서는 정보를 입력하고 시스템을 조작하기 위해 광학 파장의 빛을 사용해야 했으며, 이로 인해 소음이 발생하고 신뢰성이 완벽하지 않았습니다. 그러나 새로운 시스템과 전자레인지를 사용하면 정확도가 99%까지 올라갔습니다.
이 두 영역이 동시에 개선되는 것은 드문 일이라고 Xinghan Guo 박사는 설명했습니다. 고등학교 연구실의 물리학 학생이자 논문의 첫 번째 저자입니다. "보통 시스템의 일관성 수명이 길면 외부 간섭을 '무시'하는 데 능숙하기 때문입니다. 즉, 간섭에 저항하기 때문에 제어하기가 더 어렵습니다."라고 그는 말했습니다. "재료 과학으로 매우 근본적인 혁신을 이루어 이러한 딜레마를 해소할 수 있다는 것은 매우 흥미로운 일입니다." "이 기술을 사용하면 이러한 시스템의 작동 온도를 극적으로 높일 수 있어 시스템을 작동하는 데 훨씬 덜 리소스 집약적입니다." — 알렉스 하이 이번 연구의 공동 저자이자 아르곤 국립연구소(Argonne National Laboratory) 과학자인 벤저민 핑고(Benjamin Pingault)는 “다이아몬드의 그룹 IV 컬러 센터에 작용하는 물리학을 이해함으로써 우리는 양자 응용의 요구에 맞게 그 특성을 성공적으로 조정했습니다.”라고 말했습니다.
공동저자이자 케임브리지 대학교 물리학 교수인 Mete Atature는 "장기화된 일관성 시간과 마이크로파를 통한 실행 가능한 양자 제어의 결합으로 주석 공석 센터에서 양자 네트워크용 다이아몬드 기반 장치를 개발하는 경로가 분명해졌습니다."라고 덧붙였습니다. 연구에. 참조: Xinghan Guo, Alexander M. Stramma, Zixi Li, William G. Roth, Benchen의 "변형 조정 다이아몬드 막 헤테로구조에서 주석 공극 스핀 큐비트의 마이크로파 기반 양자 제어 및 일관성 보호" Huang, Yu Jin, Ryan A. Parker, Jesús Arjona Martínez, Noah Shofer, Cathryn P. Michaels, Carola P. Purser, Martin H. Appel, Evgeny M. Alexeev, Tianle Liu, Andrea C. Ferrari, David D. Awschalom, Nazar Delegan, Benjamin Pingault, Giulia Galli, F. Joseph Heremans, Mete Atatüre 및 Alexander A. High, 2023년 11월 29일, Physical Review X. DOI: 10.1103/PhysRevX.13.041037 연구진은 시카고대학교의 프리츠커 나노제조 시설과 재료 연구 과학 및 엔지니어링 센터를 이용했습니다.
https://scitechdaily.com/stretching-the-limits-how-diamond-manipulation-enhances-quantum-bits/
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메모 2312060436 나의 사고실험 oms 스토리텔링
높은 경도의 물질이 박막형으로 원자구조가 qoms화 되면 고도의 네트워킹이 강한 연결고리를 제공한다.
그런데 문제는 박막형 다이야몬드의 원자구조를 더 벌리어 다이야몬드 특성의 단단한 얽힘이나 중첩도 매우 낮은 온도에서 가능하다. 단단하고도 넓게 네트워크를 강화 시키려면 원자구조가 필히 늘어나야 한다. 단단한 다이야몬드를 어떻게 넓게 펴냐?
다이야몬드 경도가 높지만 박막으로 형성되면 마치 포장 도로가 그 아래의 지구가 냉각되거나 따뜻해지면 팽창하거나 수축하듯이 뜨거운 유리 위에 얇은 다이아몬드 필름을 놓으면 분자 수준에서 다이아몬드를 "늘릴" 수 있다는 것을 발견했다. 유리가 냉각됨에 따라 다이아몬드보다 느린 속도로 수축하여 다이아몬드의 원자 구조가 약간 늘어난다.
서로 모순된 특성인 단단하면 낮은 온도가 필요하지만 좁아지는 현상인데 넓게 펴진 구조가 필요하다? 그런데 그 이유를 oms이론으로 해석이 가능하다.
실제로 oms.size가 우주크기로 엄청나게 커야만, 다이야몬드를 넓게 펴는 것이 낮은 온도인 diamond.mode.vix.a(n!).networking 형성를 기반으로 한 vix.a(n!)이상의 고온에서 더 많은 안정적인 소우주적 규모의 필라멘트 큐비트 qpeoms.network.linear 구조가 실용적으로 존재하게 된다. 허허.
-Researchers announced a breakthrough in quantum network engineering. In other words, they have “stretched” a thin film of diamond to create a quantum bit that can operate with significantly reduced equipment and costs. These changes also make the beat easier to control. The researchers hope their findings, published November 29 in the journal Physical Review X, will make future quantum networks more feasible.
“This technology will dramatically increase the operating temperature of the system to the point where it is much less resource-intensive to operate,” said Alex High, assistant professor at the Pritzker School of Molecular Engineering, who led the study. “You can,” he said.
-The team wanted to see what improvements could be made by modifying the structure of the material. This was a difficult task considering the hardness of diamond. But scientists have discovered that they can "stretch" diamonds at the molecular level by placing a thin film of diamond on hot glass. As glass cools, it contracts at a slower rate than diamond, slightly stretching diamond's atomic structure. Just like pavement expands or contracts as the earth beneath it cools or warms, High explained. Important technological implications Although this stretching only causes tiny amounts of atoms to fall apart, it has a dramatic impact on the behavior of the material.
-First, qubits can now remain consistent at temperatures up to 4 Kelvin (or -452°F). It's still very cold, but it's achievable using less specialized equipment. “There is a huge difference in infrastructure and operating costs,” High said. Second, these changes also make it possible to control qubits with microwaves. Previous versions required the use of optical wavelengths of light to input information and manipulate the system, which resulted in noise and less-than-perfect reliability. But with the new system and microwaves, the accuracy went up to 99%.
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Memo 2312060436 My thought experiment oms storytelling
When a high-hardness material is formed into a thin film and its atomic structure is Qomsized, advanced networking provides a strong link.
However, the problem is that by widening the atomic structure of thin-film diamond, tight entanglement or overlap of diamond properties is possible at very low temperatures. In order to strengthen the network tightly and widely, the atomic structure must be increased. How do you spread a hard diamond?
Diamond has a high hardness, but when formed into a thin film, researchers discovered that they could "stretch" diamonds at the molecular level by placing a thin film of diamond on hot glass, just as pavement expands or contracts as the earth beneath it cools or warms. As glass cools, it contracts at a slower rate than diamond, slightly stretching diamond's atomic structure.
If it is hard, which is a contradictory characteristic, a low temperature is required, but if it is narrow, a wide structure is needed? However, the reason can be interpreted using oms theory.
In fact, oms.size must be extremely large, the size of the universe, to spread the diamonds at higher temperatures above vix.a(n!) based on the formation of diamond.mode.vix.a(n!).networking at lower temperatures. Stable, microcosmic-scale filament qubit qpeoms.network.linear structures become practical. haha.
Sample oms (standard)
b 0 a c f d 0000e0
0 0 0 a c 0 f00bde
0 c 0 f a b 000e0d
e 0 0 d 0 c 0b0fa0
f 0 0 0 e 0 b0dac0
d 0 f 0 0 0 cae0b0
0 b 0 0 0 f 0ead0c
0 d e b 0 0 ac000f
c e d 0 b a 00f000
a 0 b 0 0 e 0dc0f0
0 a c e 0 0 df000b
0 f 0 0 d 0 e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
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