哦，这些量子技术。 就像《口袋妖怪GO》曾经充斥智能手机用户的头脑一样，它们充斥着全世界科学家的头脑。 比较肯定不是最好的，因为前者会受益，后者会带来公园中的人群，但不是为了新鲜空气或野餐。 今天，我们将了解一项旨在创建可发现并纠正错误的可伸缩量子处理器的研究。 为了使这种处理器工作，必须并行控制许多量子位（量子位），同时进行检测所选量子位之间的错误的过程。 也就是说，我们用一只手在玩弄，而另一只手则在玩纸牌戏法。 温和地说，这项任务并不容易。 让我们找出来自澳大利亚的科学家如何在实践中实现这样一个复杂的想法。 走吧
学习基础为了实现新型处理器的有效运行，科学家不得不转向最不流行的物理现象，即自旋共振。 他们认为，这可以成为实施并行双轴控制的基础。 而且，如果
Pauli *自旋
锁技术支持所有这些功能，则可以对错误检测奇偶校验进行本地测量。
保利原理* -在量子力学中，这是一个原理，根据该原理，两个相同的费米子不能同时处于同一量子态。
到现在为止，基于量子物理学的研究更倾向于单轴共振或在双轴单重态-三重态基础上使用电压进行控制/测量。
多重性*是原子或分子自旋的表征。 例如，单重态是两个粒子的系统，其总自旋为0。
在这项研究中，科学家希望将这两个过程结合在一起。
在硅单旋量子位的操纵领域，最常使用微波频率的磁场或电场。 这是因为微波技术得到了极大的发展，它允许通过改变相位来实现对量子位的双轴控制。 简单但有效。
研究人员说，在现代方法中，例如使用单旋选择性隧穿到电子储层中，存在一些缺点。 因此，它们在基于量子门的色散感测系统中的使用是无效的。 但是这个问题不能一概而论，因为后者具有优异的性能-电极可以在较大的量子位结构中以较高的温度工作，从而大大提高了临界过热阈值。
但是使用Pauli的自旋锁，情况会好得多，因为该技术允许您在错误检测和纠正过程中配对数据。 另外，要控制和操纵双旋单重态-三重态结构，需要大大降低微波频率，这可以大大减小基于该技术的可能设备的物理尺寸。
设备结构图1a和1b详细显示了具有基于
28 Si金属氧化物半导体（MOS）的微波传输线的双量子点实验装置的结构。
需要微波传输线来生成SET（单电子晶体管）脉冲。 该设备还具有SET传感器，这对于实现单发灵敏度是必不可少的，这对于从单重三联体结构读取数据极为必要。 通过向量子门（G1和G2）施加正电压，电子位于两个量子点（上图中的QD1和QD2）。 通过正向偏置ST阀（也是主SET阀），在Si-SiO
2的表面下方形成一个电子储存器。
实验结果
上图显示了设备工作期间带电区域（N1，N2）中的双量子点系统（以下称为CT）的稳定性图。 当电子以双QD放置时，交换相互作用导致单重态和三重态自旋态之间的能量分裂。 可以通过瞄准最近量子门的电脉冲来控制此过程。
我们还可以观察到Pauli旋转阻塞的表现（以下简称SBP）。 在状态电荷从（1，1）过渡到（0，2）的过程中，发生从电子QD1到电子QD2的隧穿，但前提是这两个分离的电子最初处于相同的自旋状态。 但是由于电荷状态（0，2）中的强交换相互作用，三重态被阻止了。
固定过程是由于两个量子点和一个电子储集层的不对称键而发生的。 结果，形成了量子点贮存器的亚稳态电荷状态（1、1）-（1、2）。 此过程的主要引擎是QD1，QD2与储罐之间的隧道。
（1，1）-（1，2）与系统最初设置为充电（0，2）的情况相比，转换明显可见。 在这种情况下，观察到非常稳定的单重态，这与能量的强烈分裂有关。 结果，没有观察到固定的SBP区域。
状态固定的一个重要特征是，由于这个原因，“可见性”从70％增加到98％，也就是说，对于基于硅MOS的该设备，错误识别的可能性降低了大约16倍。
通过自旋共振寻址单个量子位。实验的下一步是检查寻址到特定多维数据集的可能性。 为此，使用了自旋共振的脉冲持续时间为25μs（微秒）的交变磁场。 失谐水平很高（约4.2 GHz），磁场为150 mT（毫特斯拉）。 应用这样的参数的结果是可见性的降低，其表现的原因之一可以被认为是读取数据中的错误。
上图显示了所有实验的数据。 科学家注意到，在反相交（0，2）-（1，1）下，当失谐水平较低时，由于交换连接而发生分裂。 但是在很高的失谐水平上-由于塞曼效应，当原子光谱的线在磁场中分裂时。
研究人员的发现研究人员最重要的部分是分析错误的可能性，随后将错误排除在未来的量子系统之外。 通过使用自旋锁和分析设备的各种操作模式，确定某些错误如何影响系统成为可能。
上表显示了与准备和测量过程相关的所有错误，这些错误导致可见度不能超过98％标记（直方图上的橙色字段）。
除了上述错误外，还有一些与电荷状态（0，2）→（1，1）或（1，1）→（0，2）的转换过程相关的错误。
根据科学家的说法，最重大的错误是，它恰好发生在绝热（宏观系统内部的热力学过程，当它不与环境进行热交换）传至区域（1、1）或从区域传出时。
传达这项研究的所有准确性极其困难，因此，那些希望更详细地了解这项研究的人可以阅读研究小组的报告，该报告
可在此处获得 。
结语科学家们首次成功地通过自旋共振和单线三重态结构的读取将硅器件中的单旋控制结合在一起。 实验表明，这种复杂系统的控制和操纵是完全可能的。 可以完全实现这些技术的设备也将能够在低得多的磁场和更高的温度下工作。 科学家打算继续他们的研究，以改进他们的技术，尽可能地消除错误或寻找完全消除错误的方法。
这项研究首先旨在了解未来是否有可能基于量子技术创建足够大规模的系统。 到目前为止，此类技术一直被认为是小型事物的基础。
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