Letnia szkoła Physics of Quantum Chips | FTiMS - Politechnika Gdańska

Czym jest ta szkoła?

Nowoczesna technologia — i wspierana przez nią cywilizacja — została zasadniczo ukształtowana przez układy scalone półprzewodnikowe. Jednak coraz bardziej oczywiste staje się, że trwający trend miniaturyzacji nie może trwać w nieskończoność. Jednym z kluczowych wyzwań jest to, że w wystarczająco małej skali efekty kwantowe stają się znaczące. Przez kilka dziesięcioleci fizycy badali ten reżim. Doprowadziło to do powstania i szybkiego rozwoju bogatej dziedziny znanej jako fizyka mezoskopowa.

Ta dziedzina koncentruje się na projektowaniu i badaniu obwodów elektronicznych składających się z elementów nanoskalowych, gdzie dyskretność ładunku elektrycznego i kwantowa natura pola elektromagnetycznego są niezbędne. W tej skali możliwe jest izolowanie i manipulowanie pojedynczymi elektronami oraz łączenie ich z pojedynczymi fotonami mikrofalowymi. Te specjalnie zaprojektowane układy scalone — oparte na komponentach takich jak kropki kwantowe, anteny mikrofalowe i złącza Josephsona — stanowią główne technologie stojące za dzisiejszymi prototypowymi komputerami kwantowymi.

W skalach długości nanometrów i temperaturach milikelwinów wymaganych do działania obwodów i urządzeń kwantowych, istnieje wiele źródeł dekoherencji, które mogą ograniczać wierność działania. Dlatego też kluczowe jest dokładne zrozumienie szumu elektromagnetycznego i ładunku, fluktuacji i nierównowagi termicznej, a także nieodwracalnej dynamiki fazy kwantowej.