Elettroni interagenti nelle interconnessioni quantistiche al silicio
La creazione di interconnessioni coerenti tra unità di elaborazione quantistica (QPU) al silicio definite da gate è fondamentale per l’informatica quantistica scalabile e l’entanglement a lungo raggio. Un recente studio, pubblicato su arXiv (arXiv:2601.05306v1), esplora il potenziale delle interconnessioni quantistiche basate su canali elettronici unidimensionali formati in pozzi quantistici di silicio all’interno di eterostrutture Si/SiGe. I ricercatori sostengono che questi canali esibiscono forti interazioni di Coulomb e realizzano la fisica di un liquido di Luttinger fortemente interagente.
A basse densità di elettroni, il sistema entra in un regime di Wigner caratterizzato da dominanti correlazioni 4kF. All’aumentare della densità elettronica, si verifica una transizione dal regime di Wigner a un regime di Friedel con correlazioni 2kF dominanti. I risultati sono stati ottenuti tramite simulazioni di gruppo di rinormalizzazione della matrice di densità (DMRG) su larga scala. Gli autori propongono firme sperimentali per la transizione Wigner-Friedel attraverso il trasporto di carica e il rilevamento della carica, sia in assenza che in presenza di campi magnetici elevati. L’impatto del disordine correlato a corto raggio è stato analizzato, rivelando che la transizione Wigner-Friedel rimane robusta fino a livelli di disordine di circa 400 micro-eV.
Infine, lo studio dimostra che il regime di Wigner consente l’accoppiamento capacitivo a lungo raggio tra i quantum dot attraverso l’interconnessione, aprendo la strada alla creazione di entanglement a lungo raggio tra i qubit a stato solido. Questi risultati suggeriscono che le interconnessioni al silicio potrebbero diventare una piattaforma chiave per lo studio della fisica dei liquidi di Luttinger e per l’implementazione di architetture per la correzione non locale degli errori quantistici e la simulazione quantistica.
Paper: ArXiv.org