Ερευνητές από την EeroQ, εταιρεία κβαντικών υπολογιστών που πρωτοπορεί στην τεχνολογία ηλεκτρονίων-πάνω-στο-ήλιο, δημοσίευσαν άρθρο με τίτλο «Sensing and Control of Single Trapped Electrons Above 1 Kelvin» στο Physical Review X.
Το άρθρο περιγράφει ένα σημαντικό ορόσημο: την πρώτη επίδειξη ελέγχου και ανίχνευσης μεμονωμένων ηλεκτρονίων παγιδευμένων σε υπρευστό ήλιο σε θερμοκρασίες πάνω από 1 Κέλβιν. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιεί ενσωματωμένα υπεραγώγιμα μικροκύματα, συμβατή με υπάρχον κβαντικό υλικό.
Μείωση απαιτήσεων ψύξης στην κβαντική υπολογιστική
Σήμερα, οι κβαντικοί υπολογιστές απαιτούν λειτουργία σε υπερ-χαμηλές θερμοκρασίες κοντά στα 10 millikelvin, κάτι που δημιουργεί σημαντικές δυσκολίες στην κλιμάκωση λόγω της διαχείρισης θερμότητας. Η επίδειξη της EeroQ ότι τα μεμονωμένα ηλεκτρόνια μπορούν να παγιδευτούν και να ελεγχθούν σε θερμοκρασίες πάνω από 1 Κέλβιν – δηλαδή πάνω από 100 φορές υψηλότερες – ανοίγει νέα οδό για μεγαλύτερους και πιο πρακτικούς κβαντικούς επεξεργαστές.
Επιβεβαίωση θεωρητικών προβλέψεων
Τα ευρήματα επιβεβαιώνουν μακροχρόνιες θεωρητικές προβλέψεις ότι τα ηλεκτρόνια πάνω στον ήλιο μπορούν να παρέχουν εξαιρετικά καθαρά και μακροχρόνια κβάντικα bits (qubits), μειώνοντας ταυτόχρονα τις ακραίες απαιτήσεις ψύξης που περιορίζουν άλλες προσεγγίσεις.
Δήλωση επιστημονικού υπευθύνου
«Αυτή η πρόοδος επιβεβαιώνει πως τα qubits ηλεκτρονίων-πάνω-στο-ήλιο μπορούν να χειριστούν και να διαβαστούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες από ό,τι πιστεύαμε μέχρι τώρα, μειώνοντας ένα βασικό εμπόδιο στην κλιμάκωση της κβαντικής υπολογιστικής», δήλωσε ο Johannes Pollanen, συνιδρυτής και επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος της EeroQ. «Η δημοσίευση στο PRX τονίζει τόσο την επιστημονική αυστηρότητα όσο και τη σημασία για τη βιομηχανία αυτής της εξέλιξης.»
Πλατφόρμα Ηλεκτρονίων-Πάνω-στο-Ήλιο
Η προσέγγιση της EeroQ – επιπλέουν μεμονωμένα ηλεκτρόνια σε υπρευστό ήλιο – αξιοποιεί ένα από τα πιο καθαρά περιβάλλοντα στη φυσική για να επιτύχει σταθερά και με μακρά διάρκεια συνοχής qubits. Η εταιρεία, με έδρα το Σικάγο και ιδρυθείσα το 2017, συνδυάζει την επιστήμη, τη μηχανική και την νανοκατασκευή για να μεταφέρει αυτήν την έρευνα σε κλιμακούμενους επεξεργαστές. Με την ενσωμάτωση της πλατφόρμας ηλεκτρονίων-πάνω-στο-ήλιο με στάνταρ υπεραγώγιμους κυκλώματα, η EeroQ στοχεύει στην κατασκευή κβαντικών υπολογιστών που είναι ισχυροί και πρακτικοί στη λειτουργία τους.
More information: K. E. Castoria et al, Sensing and Control of Single Trapped Electrons above 1 K, Physical Review X (2025). DOI: 10.1103/vcl7-73ms
Journal information: Physical Review X
