Lò vi sóng mang đến một phương pháp mới để phát hiện electron dưới dạng bit lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Tính toán Lượng tử RIKEN của Nhật Bản đã phát triển một phương pháp mới để đọc thông tin lượng tử lưu trữ trong các electron treo trên bề mặt heli lỏng, có khả năng vượt qua một thách thức lớn trong nền tảng tính toán lượng tử phi truyền thống này. Khác với các qubit dựa trên silicon truyền thống, các electron trên heli lỏng tồn tại trong môi trường cực kỳ sạch và cô lập, không bị ảnh hưởng bởi các nhiễu loạn từ tính và hóa học, điều này có thể cho phép các qubit duy trì trạng thái lượng tử của chúng trong thời gian dài hơn đáng kể. Tuy nhiên, việc đo trực tiếp trạng thái spin của electron rất khó do moment từ rất nhỏ của nó, khiến nhóm nghiên cứu phải khám phá các kỹ thuật đọc gián tiếp. Các nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng bằng cách theo dõi sự chuyển đổi của electron từ trạng thái cơ bản lên các trạng thái Rydberg có năng lượng cao hơn, có thể suy ra trạng thái lượng tử một cách gián tiếp thông qua sự thay đổi điện dung lượng tử. Sử dụng một tập hợp lớn khoảng 10 triệu electron tạo thành một tụ điện, họ đã phát hiện các dịch chuyển tần số vi sóng có thể đo được tương ứng với các chuyển đổi này. Sự xác nhận thực nghiệm này cho thấy các thay đổi điện dung tương tự có thể được phát hiện ở mức từng electron đơn lẻ, cung cấp một phương pháp khả thi và không xâm lấn.