Nyt setup til elektriske målinger med høj gennemstrømning af kvantematerialer og -enheder

QuTech, et samarbejde mellem TU Delft og TNO, har demonstreret et nyt setup til hurtig turnaround -test og validering af kvantematerialer og -enheder. Opsætningen bruger almindelige elektroniske chipkomponenter, der kan fungere ved ekstreme kryogene temperaturer, og kan let integreres i enhver type kryostat. Forskerne offentliggjorde detaljerne i deres opsætning i en journal med åben adgang npj Quantum Information , giver forskergrupper verden over mulighed for at ændre deres kryostat og i høj grad forbedre dens gennemstrømning.

Hovedforsker Giordano Scappucci, sammen med de første forfattere Paquelet Wuetz og Bavdaz og resten af ​​hans team, har bygget et nyt setup, der drastisk reducerer den tid, der er nødvendig for at udvikle kvantematerialer og -enheder. Opsætningen øger antallet af ledninger, der kan fungere ved kryogene temperaturer i kryostaten med en størrelsesorden, samtidig med at det samme antal ledninger kører ved stuetemperatur. Dette er en vigtig bedrift for den elektriske måling af store kvantesystemer, hvor et begrænset antal ledninger, der fungerer ved kryogene temperaturer, kan danne en input/output -flaskehals. Den nye kryogene platform lover også en opskalering af kvanteteknologi på grund af dens evne til at teste og validere flere chips sammen.

For at bevise værdien af ​​opsætningen, forskerne, i samarbejde med Intel, brugte den kryogene platform til at fremskynde den industrielle udvikling af "kvantebrønde med belastning af silicium":tynde lag af halvleder-silicium strakt og klemt mellem lag af silicium-germanium. Forskerne fangede elektroner i disse kvantebrønde og målte derefter disse elektroners elektriske transportegenskaber ved ekstreme kryogene temperaturer. Den undersøgte materialeplatform viste bemærkelsesværdige egenskaber til fremstilling af spin-qubits af høj kvalitet, som danner byggestenene til en spin-baseret kvantecomputer.

Den kryogene multiplexerplatform er let at integrere i enhver form for kryostat og er baseret på en fælles off-the-shelf CMOS-multiplexer (en almindelig chipkomponent, der styrer sit udgangssignal baseret på de indgangssignaler, den modtager). Detaljerne om platformen er blevet offentliggjort i en journal med åben adgang. Ved at gøre det, de vil give forskningsgrupper verden over mulighed for dramatisk at øge deres kryostats gennemløb til ubetydelig pris.