New-Tech Magazine | September 2021 | Digital Edition

מדידהחשמליתשל מצב הספין השזורשל האלקטרון־ גרעין בשבב קוונטי מיהלום בטמפרטורתהחדר

IMEC מילוש נסלדק,

, הדגים Nature Communications העת הצוות גישה מעשית חדשה לבניית פלטפורמת טכנולוגית קוונטית שעובדת בטמפרטורת החדר על בסיס שבב יהלום עם שערים לוגיים קוונטים המבוססים על קריאה חשמלית של מצב הספין השזור של האלקטרון־גרעין. הוכחת ההיתכנות הזאת היא הצעד הראשון בדרך לפיתוח שערי קריאה חשמלית מורכבים יותר לשימוש בטכנולוגיות קונטית מתקדמות שיכולות להרוויח מזמן הקוהרנטיות הארוך יותר של הספין של הגרעין ביהלום. הספינים של הגרעין ושל האלקטרון במערכות קוונטיות על בסיס יהלום למערכות מוליך למחצה על בסיס קיוביט מבוסס ספין יש פוטנציאל גדול לשמש בטכנולוגיות קוונטיות עתידיות, ובהן מחשוב קוונטי, טלקומוניקציה וחישה, בזכות התאמתן ליישומים מגוונים וגודלן הזעיר שמאפשר לשלבן בהתקנים זעירים בקנה מידה ננומטרי. הספין של

הגרעין ביהלום זוכה לעניין מיוחד בזכות זמני הקוהרנטיות הארוכים שלו, שהוא מפתח ליישומים קוונטים מורכבים אמינים ועתירי ביצועים. בטמפרטורת הסביבה נמדד זמן הקוהרנטיות בשניות 10 וכשמקררים את המערכת לאזור ה־ קלווין הוא מתארך עוד יותר ומגיע עד לעשרות דקות. מילוש נסלדק: "המפתח ליישומים , NV קוונטים על בסיס יהלום הוא מרכז ה־ פגם בגביש שבו אטום חנקן מחליף את אחד מאטומי הפחמן בסריג ואילו המקום מטען NV הסמוך לו נותר ריק. למרכז חשמלי שלילי והוא אחד מפלטפורמות הקיוביט מצב מוצק המעניינות ביותר מכיוון שאפשר להשתמש בספין של האלקטרון כקיוביט או כקיוביט משני, על מנת לקרוא מצב ספין אפל של הגרעין. לגישה לספין של האלקטרון ולספין של גרעין (החנקן) יש יתרונות רבים משום שלכל אחד מהם תפקיד שונה. לספין של האלקטרון זמן קוהרנטיות קצר יותר, אבל אפשר לשלוט עליו בקלות יותר; בעוד

תקציר: הספין של הגרעין ביהלום הוא מועמד ■ מבטיח לשמש בטכנולוגיות קוונטיות בשל זמן הקוהרנטיות הארוך שלו. מה שהופך את היהלום לחומר מסקרן ■ ומבטיח ליישומים קוונטיים הוא מרכז ה־ בגביש שדרכו קיימת גישה לספינים של NV הגרעין ושל האלקטרון. Milos הצוות של מילוש נסלדק ( ■ הצליח IMO - IMOMEC ) במכון Nesladek למדוד באופן חשמלי את מצב הספין השזור של הגרעין־אלקטרון בטמפרטורת החדר. זאת התפתחות משמעותית וחשובה ■ בדרך לבניית ומימוש התקנים עבור יישומים כמו חישה. IMO - לצוות של מילוש נסלדק במכון imec , קבוצת מחקר של IMOMEC ), יש UHasselt באוניברסיטת האסלט ( היסטוריה ארוכה ומוכחת של שימוש ביהלומים מלאכותיים במירוץ לפיתוח מערכות קוונטיות מצב מוצק הטובות ביותר. במחקר שפורסם לאחרונה בכתב

New-Tech Magazine l 44