改进电子自旋量子位元的测量，发展容错量子计算机

该研究结果与对宽容容错的量子计算机感兴趣的电子工程师特别相关。

这是因为在硅量子点中使用单电子自旋的量子机器扩展了可扩展性的潜力，也因为这种材料已经广泛应用于电子技术。

用于电子开发的测量电子旋转QUBITS

量子计算机对外界噪声特别敏感，因此测量量子点中电子的自旋一直是科学家们试图解决的一个问题。

也就是说，计算涉及到测量量子值，与传统晶体管不同的是，量子值从不处于单一状态，而是处于“叠加状态”。

在这些条件下，通常会在硅中看到单个电子旋转的检测过程本身将改变为可测量的电荷，将影响电子旋转，从而导致被称为“拆除”的测量类型。

换句话说，测量过程本身就是导致这些计算出错的原因。

这是一个展示量子比特自旋(蓝色)和辅助自旋(红色)的装置，位于硅量子井层的两个单独的点上。图像归功于自然通讯。

“非拆除”测量的ising型相互作用模型

为了克服这些限制，理研新兴物质科学中心的研究人员使用了这种方法伊辛型交互模型。这是一个观察晶格表面铁磁性是如何通过相邻原子的电子自旋排列而形成的模型。

由Seigo Tarucha领导的团队能够利用磁场中的仪表型相互作用在邻接QD中将电子的旋转信息转移到另一电子中。这样做后，科学家们然后能够使用传统方法测量第二电子的旋转，因此它们可以使原始旋转不受影响。

然后，他们重复这个过程几次，以获得重复和快速的测量邻居。

电子学的前景

Tarucha的研究小组获得的结果为创造未来传统上由硅制成的电子元件带来了希望。“我们能够实现99%的非拆卸保真率，通过重复测量，读取精度可达95%。”Tarucha解释道。“我们还表明，从理论上讲，这一数字可以提高到99.6%，并计划继续努力达到这一水平。”他补充说。

未来，研究人员表示，这些发现也可以与现有的量子技术相结合。

“这是非常令人兴奋的，因为如果我们能将我们的工作与目前正在开发的高保真单量子比特和双量子比特门结合起来，我们就有可能利用硅量子点平台建立各种容错量子信息处理系统。”塔鲁琴总结道。