quantum computing

Controllo di pinzette ottiche 3D senza astigmatismo per la rapida riorganizzazione degli atomi

by

Pinzette ottiche 3D per la manipolazione di atomi

Un nuovo studio pubblicato su arXiv (2510.11451v2) presenta un avanzamento significativo nel campo del quantum computing e della simulazione quantistica. La ricerca si concentra sullo sviluppo di pinzette ottiche 3D senza astigmatismo per la rapida riorganizzazione degli atomi, una tecnologia cruciale per i computer quantistici e la metrologia quantistica. Il metodo più comune per la riorganizzazione degli atomi utilizza deflettori acusto-ottici (AOD) e la tecnica del frequency chirping. Tuttavia, questo approccio è limitato dalla deformazione del profilo e della traiettoria della pinzetta, a causa dell’effetto di lensing acustico indotto dal chirp.

Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno utilizzato una lente deflettore acusto-ottico tridimensionale (3D-AODL). Questo design promette di dimezzare i tempi di trasporto a lungo raggio rispetto allo stato dell’arte. Hanno introdotto forme d’onda fading-Shepard per superare la limitata larghezza di banda degli AOD, consentendo lo spostamento assiale sostenuto. La dimostrazione pratica ha mostrato un movimento 3D senza restrizioni in un volume di almeno 200 μm x 200 μm x 136 μm, con velocità delle pinzette superiori a 4,2 m/s. La capacità di muovere le pinzette ottiche lungo traiettorie arbitrarie in 3D dovrebbe consentire la riorganizzazione rapida degli atomi in array 2D o 3D, così come traiettorie omnidirezionali e l’ingegnerizzazione dinamica dei potenziali ottici.

Questa tecnologia ha il potenziale di migliorare il controllo quantistico e la manipolazione degli atomi nei computer quantistici attuali, aumentando i clock rate e consentendo un ordinamento rapido in geometrie scalabili a milioni di qubit.

Paper: ArXiv.org

Elettroni interagenti nelle interconnessioni quantistiche al silicio

by

Elettroni interagenti e fisica dei liquidi di Luttinger nelle interconnessioni quantistiche al silicio

Un recente studio pubblicato su arXiv (arXiv:2601.05306v1) esplora le potenzialità delle interconnessioni quantistiche realizzate in silicio per lo sviluppo di computer quantistici su larga scala. La ricerca si focalizza sull’analisi del comportamento degli elettroni confinati in canali unidimensionali creati in pozzi quantistici di silicio, all’interno di eterostrutture Si/SiGe.

Gli autori sostengono che questi canali mostrano forti interazioni di Coulomb, dando vita a una fisica definita “liquido di Luttinger”. A basse densità di elettroni, il sistema entra in un regime di Wigner, caratterizzato da correlazioni 4kF dominanti. All’aumentare della densità elettronica, si verifica una transizione verso il regime di Friedel, con correlazioni 2kF predominanti. Questi risultati sono stati confermati da simulazioni DMRG (density matrix renormalization group) su larga scala.

Lo studio propone anche firme sperimentali per la verifica di questa transizione, tramite misurazioni di trasporto di carica e di sensing di carica, sia in assenza che in presenza di campi magnetici. L’analisi include anche l’impatto del disordine a corto raggio, come le fluttuazioni di lega e le variazioni di splitting di valle, dimostrando che la transizione Wigner-Friedel rimane robusta fino a livelli di disordine di circa 400 micro eV.

Infine, la ricerca evidenzia come il regime di Wigner possa favorire l’accoppiamento capacitivo a lungo raggio tra i quantum dot, aprendo la strada alla creazione di entanglement a lungo raggio tra qubit a stato solido. Questi risultati suggeriscono che le interconnessioni in silicio rappresentano una piattaforma promettente 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