科学探索|固态氖上的单电子方案为新型固态量子比特平台指明了新道路( 二 ) 固态氖上的单电子方案为新型

论文资深合著者、圣路易斯华盛顿大学物理学教授 Kater Murch 表示：

微波谐振器的重要性在于，其提供了一种读取量子比特状态的关键方法。
其集中了量子比特与微波信号之间的相互作用，使得我们能够通过测量来判断量子比特的工作情况。

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扩展图 2 - 演示装置与电子源照片
研究一作、阿贡博士后研究员 Xianjin Zhou 补充道：

借助该平台，我们首次实现了近真空环境中的单电子、与谐振器中的单个微波光子之间的强耦合。
这开辟了使用微波光子控制每个电子量子比特、并将其中许多量子处理器连接到量子处理器中的可能性。

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扩展图 2 - 氖相图
研究资深合著者、芝加哥大学物理学教授 David Schuster 亦表示 —— 即使晚了 20 年，其新型量子比特平台的表现，还是能够做到与竞争对手平起平坐。
具体说来是，该团队使用了一种被称作“稀释制冷机”（dilution refrigerator）的测试用科学仪器，温度可低至仅比绝对零度高 10 毫度（millidegrees）。
值得一提的是，该装置也是美国能源部科学办公室旗下、阿贡纳米材料中心的众多量子研究优势装备之一。

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扩展图 4 - 电子生成与沉积过程中观察到的透射幅度的随时间演变
在此基础上，阿贡科学家团队对新型电子量子比特进行了实时操作、并深入研究了它的量子特性表征。
结果表明，固体氖为电子提供了一个具有极低电噪声干扰的相当稳健的环境。
更重要的是，新型量子比特的量子态相干时间，也能够与当前最先进的竞争平台相媲美。

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扩展图 5 - 单电子与微波光子的耦合
有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然》（Nature）期刊上， _本文原题是为《Single electrons on solid neon as a solid-state qubit platform》。

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扩展图 6 - 单电子与微波光子之间的真空拉比分裂

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扩展图 7 - 在谐振器频率附近，具有高泵浦功率 / 频率的双音量子比特光谱测量

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【科学探索|固态氖上的单电子方案为新型固态量子比特平台指明了新道路】扩展图 - 8：基于包含线性不对称 / 四次非谐性的最小模型计算的电子量子比特属性