ในงานตีพิมพ์ใน จดหมายทางกายภาพความคิดเห็น นักวิจัยจากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งมหาวิทยาลัยโอซาก้า (SANKEN) ใช้วิธี "ทางลัดสู่อะเดียแบติกซิตี้ (STA)" เพื่อเร่งวิวัฒนาการอะเดียแบติกของสปินคิวบิตอย่างรวดเร็ว ความเที่ยงตรงของการพลิกกลับของการหมุนหลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพพัลส์สามารถสูงถึง 97.8% ในจุดควอนตัม GaAs งานนี้อาจใช้ได้กับข้อความอะเดียแบติกอื่นๆ และอาจมีประโยชน์สำหรับการควบคุมควอนตัมที่รวดเร็วและมีความแม่นยำสูง
คอมพิวเตอร์ควอนตัมใช้การซ้อนทับของสถานะ "0" และ "1" ในการประมวลผลข้อมูล ซึ่งแตกต่างจากการคำนวณแบบคลาสสิกอย่างสิ้นเชิง ดังนั้นจึงช่วยให้สามารถแก้ไขปัญหาบางอย่างได้ในอัตราที่รวดเร็วกว่ามาก การดำเนินการสถานะควอนตัมที่มีความเที่ยงตรงสูงในพื้นที่ควิบิตที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ขนาดใหญ่เพียงพอนั้นเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้บรรลุ “ข้อได้เปรียบด้านควอนตัม”
วิธีการทั่วไปในการเปลี่ยนสถานะควอนตัมใช้การควบคุมพัลส์ ซึ่งมีความไวต่อเสียงและข้อผิดพลาดในการควบคุม ในทางตรงกันข้าม วิวัฒนาการอะเดียแบติกสามารถรักษาระบบควอนตัมให้อยู่ในสถานะลักษณะเฉพาะของมันได้เสมอ ทนทานต่อเสียงแต่ต้องใช้เวลาพอสมควร
ทีมงานจาก SANKEN ใช้วิธีการ STA เพื่อเร่งวิวัฒนาการอะเดียแบติกของสปินคิวบิตในจุดควอนตัมที่กำหนดด้วยเกทเป็นครั้งแรกอย่างมาก ทฤษฎีที่พวกเขาใช้ถูกเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ Xi Chen และคนอื่นๆ “เราใช้รูปแบบการขับเคลื่อนควอนตัมแบบไม่มีการเปลี่ยนผ่านของ STA ซึ่งช่วยให้ระบบยังคงอยู่ในสถานะไอเจนสเตตในอุดมคติของมันอยู่เสมอ แม้ภายใต้วิวัฒนาการที่รวดเร็ว” ทาคาฟูมิ ฟูจิตะ ผู้เขียนร่วมอธิบาย
-
การผ่านของสถานะการหมุนภายใต้วิวัฒนาการอะเดียแบติกอย่างรวดเร็วด้วยความเร่ง (เส้นประสีแดง) และไม่มี (เส้นประสีน้ำเงิน) เครดิต: Xiao-Fei Liu และคณะ
-
ความเร่งของทางเดินอะเดียแบติก เครดิต: Xiao-Fei Liu และคณะ
ตามวิวัฒนาการเป้าหมายของสปินคิวบิต การทดลองของกลุ่มนี้เพิ่มแรงผลักดันที่มีประสิทธิภาพอีกอย่างหนึ่งเพื่อระงับข้อผิดพลาด diabatic ซึ่งรับประกันวิวัฒนาการอะเดียแบติกที่รวดเร็วและเกือบจะในอุดมคติ
มีการตรวจสอบคุณสมบัติไดนามิกและพิสูจน์ประสิทธิผลของวิธีนี้ด้วย นอกจากนี้ พัลส์ที่ปรับเปลี่ยนหลังจากการเพิ่มประสิทธิภาพยังสามารถลดเสียงรบกวนเพิ่มเติม และปรับปรุงประสิทธิภาพของการควบคุมสถานะควอนตัม
ในที่สุด กลุ่มนี้ก็ได้รับความเที่ยงตรงในการพลิกกลับสูงถึง 97.8% ตามการประมาณค่า ความเร่งของเส้นทางอะเดียแบติกจะดีกว่ามากในจุดควอนตัม Si หรือ Ge ที่มีสัญญาณรบกวนการหมุนของนิวเคลียร์น้อยลง
“นี่เป็นวิธีการควบคุมควอนตัมที่รวดเร็วและมีความแม่นยำสูง ผลลัพธ์ของเราอาจเป็นประโยชน์ในการเร่งการผ่านอะเดียแบติกอื่นๆ ในจุดควอนตัม” อากิระ โออิวะ ผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าว
ในฐานะตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการคำนวณควอนตัม จุดควอนตัมที่กำหนดด้วยเกทมีเวลาในการเชื่อมโยงกันยาวนานและเข้ากันได้ดีกับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ ทีมงานกำลังพยายามค้นหาแอปพลิเคชันเพิ่มเติมในระบบควอนตัมดอทที่กำหนดโดยเกท เช่น การส่งเสริมให้มีสปินคิวบิตมากขึ้น พวกเขาหวังว่าจะพบวิธีแก้ปัญหาที่ง่ายและเป็นไปได้มากขึ้นสำหรับการประมวลผลข้อมูลควอนตัมที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดโดยใช้วิธีนี้