شرح خبر
زنجیره‌ای از کیوبیت‌های (qubits)ابررسانا دو ویژگی اصلی عایق‌های توپولوژیکی را باز تولید می‌کند.


W. Cai et al., Phys. Rev. Lett. (2019)

محاسبات کوانتومی قابل اعتماد به دستگاه‌هایی نیاز دارد که می‌توانند از حالت‌های ضعیف کوانتومی(fragile quantum states) در برابر اختلالات محیطی محافظت کنند. برای این منظور، برخی از محققان امیدهای خود را در مورد عایق‌های توپولوژیکی، موادی که به طور ذاتی از رفتارهای الکتریکی بی‌سابقه خود در مواجهه با آشفتگی‌های خارجی محافظت می کنند، برآوردند. با این حال، هیچ کس هنوز یک عایق توپولوژیکی را در یک مجموعه از کیوبیت‌ها، معادل کوانتومی از بیت‌های دیجیتالی، طراحی نکرده است.

به تازگی لویان سان (Luyan Sun) از دانشگاه چینهوا(Tsinghua) در پکن و همکارانش همین کار را با ساخت دستی رشته‌ای از کیوبیت‌ها به طریقی که محفاظت (پایش) حالت توپولوژیکی را بتوان در صورت تمایل به فعال و غیر فعال تغییر داد، انجام داده اند.
این تیم زنجیره‌ای ازکیو بیت‌ها را از مدارهای ابررسانایی ساختند. در حالت پیش فرض دستگاه، یک برانگیختگی-اسپینی(مگنون) که در یک کیوبیت تولید می شود، در امتداد زنجیره به عقب و جلو پخش می شود. بااین حال با تنظیم شارهای مغناطیسی جایگزیده برای تطبیق قدرت جفت‌شدگی نسبی بین کیوبیت‌ها، این تیم یک عایق مگنونی توپولوژیکی را طراحی کردند که برانگیختگی را حفظ ، و آن را به یک کیوبیت واحد مقید می‌کرد.
با مشاهده دینامیک‌ مگنون به مرور زمان، این تیم توانست دو مشخصه از هر عایق توپولوژیکی را توصیف کند: عدد چرخش(winding number)، که یک پارامتر در فضای اندازه حرکت است که در صورت تغییر شکل سیستم تغییر نمی کند، و حالت‌های لبه‌ای، که در در آن برانگیختگی‌های کیوبیت در مرزهای سیستم باهم جمع می شوند. قبلا هر کدام هرگز به صورت همزمان در سایر سیستم‌های کیوبیتی دیده نشده بودند.
این تیم می گوید که این نتایج نشان می دهد که زنجیره‌های کیوبیتی ابررسانایی نه تنها به راحتی می توانند برای محافظت حالت‌های توپولوژیکی طراحی شوند بلکه می توانند بستری انعطاف پذیر برای بررسی انواع رفتارهای توپولوژیکی نیز فراهم کنند.

این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.
- کریستوفر کراکت (Christopher Crockett) نویسنده مستقل مستقر در آرلینگتون ویرجینا است.


نویسنده خبر: ملیحه آزادپرور
کد خبر :‌ 2871
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌



حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Webmaster : Ali Meschian : www.irandg.com

www.irandg.com