Quantum information science avanza con la scoperta di spin-qubit a temperatura ambiente in soluzione

Avanzamento importante nella scienza quantistica: Manipolazione coerente di spin qubit a temperatura ambiente Un team guidato dal Professor Wu Kaifeng dell’Istituto di Chimica Fisica di Dalian (DICP) della Accademia delle Scienze cinese ha annunciato recentemente di aver raggiunto il successo nell’inizializzare, controllare e leggere spin a temperatura ambiente. Questo rappresenta un significativo passo avanti nel campo della scienza quantistica.

La scienza quantistica si occupa della manipolazione dei bit di informazioni quantistici (chiamati qubit). Quando si parla di materiali per l’elaborazione di informazioni quantistiche, si pensa solitamente a quelli prodotti con le tecnologie piĂą avanzate e che operano a temperature molto basse (sotto pochi Kelvin), non ai materiali “caldi e disordinati” sintetizzati in soluzione. Negli ultimi anni è stata scoperta la presenza di difetti isolati in materiali solidi (come i centri NV) che hanno reso possibile la manipolazione di spin qubit a temperatura ambiente, ma la produzione su larga scala di questi “difetti puntuali” diventerĂ  presto una sfida.

I punti quantistici colloidali (QD), che sono nanoparticelle di semiconduttori di piccole dimensioni prodotte in soluzione, potrebbero rappresentare una svolta. Possono essere sintetizzati in grandi quantità in soluzione a basso costo, ma con una grande accuratezza nella regolazione delle dimensioni e della forma. Inoltre, sono solitamente fortemente quantisticamente confinati, quindi i loro portatori sono ben isolati dal bagno di foni, che potrebbe consentire una coerenza spin a lungo termine a temperatura ambiente. Ma finora non è mai stata segnalata una manipolazione coerente di spin a temperatura ambiente in QD colloidali.

In questo lavoro gli autori mostrano che i QD perovskiti CsPbBr3 cresciuti in soluzione possono effettivamente raggiungere questo obiettivo impegnativo.

Lo studio condotto dalla squadra capitanata dal Professor Wu Kaifeng dell’Istituto di Chimica Fisica Dalian (DICP) della Accademia delle Scienze Cinese rappresenta un passo avanti significativo nel campo della scienza dell’informazione quantistica e apre la strada a future applicazioni pratiche nell’elaborazione quantistica basata su spin. Il successo è stato possibile grazie alla rara combinazione di conoscenze in materie prime, chimica e fisica e a una combinazione di tecnologie avanzate. La speranza è che questa scoperta porti a un futuro scalabile e sostenibile per il processamento quantistico.

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Foto di Gerd Altmann da Pixabay

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