Esta imagen de microscopio electrónico de barrido muestra el diseño de punto cuántico triple sintonizable de pocos electrones. L, C, y R se refieren a la izquierda, centrar, y puertas de émbolo de punto derecho, y 1 y 2 se refieren a las barreras de túnel entre puntos. El QPC de la izquierda se utiliza como detector de carga midiendo la corriente. Crédito de la imagen:L. Gaudreau, et al.
(PhysOrg.com) - Si bien los puntos cuánticos existen desde la década de 1980, solo en la última década los físicos han creado con éxito puntos cuánticos laterales de pocos electrones. Estos puntos cuánticos permiten a los físicos manipular espines cuánticos, que podrían usarse como qubits para aplicaciones de información cuántica. A lo largo de estas líneas, un equipo de físicos del Consejo Nacional de Investigación de Canadá que fueron responsables del punto cuántico único lateral de pocos electrones original ha diseñado recientemente un nuevo circuito de punto cuántico triple de pocos electrones, y demostró que los tres puntos cuánticos se pueden sintonizar en resonancia.
Como explicaron los científicos en un número reciente de Letras de física aplicada , el diseño de triple punto cuántico podría ser útil en estudios de investigación de puntos cuánticos donde es importante conocer el número exacto de electrones. El diseño también podría tener aplicaciones en futuros dispositivos de información cuántica que involucren qubits de espín de electrones.
“Tener los tres puntos en resonancia es un requisito para ciertas funcionalidades de información cuántica, como un bus de espín para transmitir de manera coherente información de espín a través de un circuito, "Dijo el coautor Louis Gaudreau PhysOrg.com .
El grupo fabricó y probó varios diseños de dispositivos, pero se encontró que las primeras versiones eran marginales como puntos cuánticos triples y no eran lo suficientemente ajustables para ser útiles. Finalmente, los investigadores encontraron un diseño que permitía aislar de uno a tres electrones en un punto central con un rango de número de ocupación más amplio disponible para los dos puntos exteriores.
Para demostrar la sintonización requerida del circuito, los científicos ajustaron los diversos voltajes de la puerta a configuraciones en las que los tres puntos cuánticos estaban en resonancia entre sí. Estas ubicaciones se denominan puntos cuádruples. Cerca de los puntos cuádruples, el grupo demostró la presencia de reconfiguraciones de carga análogas a los efectos de los autómatas celulares cuánticos.
"Pasando de puntos cuánticos dobles, que se están estudiando en varios laboratorios, a un punto cuántico triple es un paso más significativo que simplemente agregar un qubit de giro adicional, —Dijo Gaudreau. “Hay muchos conceptos que requieren tres puntos cuánticos, como demostrar el enredo, ejecutar algoritmos cuánticos simples y esquemas de corrección de errores de computación cuántica.
"Por último, planeamos usar nuestro dispositivo para ejecutar aplicaciones de información cuántica simples, pero como primer paso debemos demostrar que podemos manipular giros en un circuito tan complejo. Uno de los conceptos interesantes que también estamos estudiando con este dispositivo es 'retroceso', es decir, la forma en que la medición en sí afecta el resultado ".
Más información: L. Gaudreau, A. Kam, G. Granger, S. A. Studenikin, P. Zawadzki, y A. S. Sachrajda. "Un punto cuántico triple sintonizable de pocos electrones". Letras de física aplicada 95, 193101 (2009).
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