ملخصات الأبحاث

اقتران غزلي-فوتوني مترابط باستخدام كيوبِت تبادُل رنّان 

.A. Landig et al
  • Published online:

تبشِّر اللفات المغزلية الإلكترونية بحوسبة كَمِّية واعدة للغاية، نتيجة لفترات ارتباطها الطويلة. والاقتران المترابط لمسافات طويلة للّفات المغزلية يُعَد خطوة محورية في معالجة المعلومات الكمية باستخدام كيوبِتّات اللف المغزلي. وتتمثّل إحدى طرق تحقيق التفاعلات بين كيوبِتّات اللف المغزلي البعيدة في استخدام الفوتونات كناقلات للمعلومات الكمية.

في البحث المنشور، يبرهن الباحثون على إمكانية حدوث اقتران قوي بين فوتونات موجات ميكرووية مفردة في رنّان نتريد نيوبيوم تيتانيوم عالي الإعاقة، وكيوبِت لف مغزلي ثلاثي الإلكترونات (يُعرَف أيضًا بكيوبِتّ التبادل الرنّان) في جهاز زرنيخيد جاليوم، يتكوّن من ثلاث نقاط كمية. ورصد الباحثون انقسام نمط "رابي" الفراغي لرنين الرنّان، الذي يُعَد دليلًا على اقتران قوي؛ فقد رصدوا - تحديدًا - قوة اقتران مترابط، تصل إلى حوالي 31 ميجاهرتز، ومعدل فكّ ترابط للكيوبِت يُقدَّر بحوالي 20 ميجاهرتز. وتَمَكّن الباحثون من ضبط فكّ الترابط إلكتروستاتيكيًّا؛ للحصول على أدنى معدل فكّ ترابط يبلغ حوالي 10 ميجاهرتز تقريبًا لقوة اقتران تبلغ حوالي 23 ميجاهرتز. وقاس الباحثون بشكل مباشر اعتماد قوة اقتران الكيوبِت بالفوتونات على العزم الثنائي القطب الكهربائي القابل للضبط للكيوبِت باستخدام تأثير "شتارك للتيار المتردد".

يُعَد إيضاح الباحثين لوجود اقتران كيوبِتي–فوتوني قوي لكيوبِتّ لف مغزلي ثلاثي الإلكترونات خطوة مهمة نحو اقتران مترابط لمسافات بعيدة لكيوبِتّات اللف المغزلي.