By Kenna Hughes-Castleberry geplaatst op 23 februari 2024
IQT's “Journal Club” is een wekelijkse serie artikelen waarin een recent onderzoek op het gebied van kwantumtechnologie wordt ontleed en de impact ervan op het kwantum-ecosysteem wordt besproken. Dit artikel geeft een overzicht van een recent speciaal nummer dat is gepubliceerd in Applied Physics Letters, waarbij wordt onderzocht hoe elektronische ruis kwantummaterialen beïnvloedt.
Een recente hoofdartikel getiteld Elektronische ruis: van geavanceerde materialen tot kwantumtechnologieën duikt in de fijne kneepjes van elektronische ruis en de implicaties ervan op verschillende wetenschappelijke en technologische gebieden. Omdat deze ruis precisiemetingen kan beïnvloeden, wat belangrijk kan zijn voor GPS-tracking, tijdwaarneming, en meer, zoeken onderzoekers over de hele wereld naar innovatieve manieren om deze ruis in hun technologische systemen te minimaliseren.
Wat is elektronische ruis?
In dit hoofdartikel leggen onderzoekers uit dat elektronische ruis, een inherent kenmerk van alle elektronische apparaten, wordt onderverdeeld in vier primaire typen: thermische ruis, schotruis, generatie-recombinatieruis en laagfrequente 1/f-ruis. Thermische en schotruis komt voort uit de willekeurige beweging van ladingsdragers en is frequentie-onafhankelijk, terwijl generatie-recombinatieruis, geassocieerd met ladingsvangende toestanden, en 1/f-ruis, als gevolg van fluctuaties in het aantal dragers of mobiliteit, aanwezig zijn bij lage frequenties. Het bestuderen van deze soorten ruis is niet alleen cruciaal voor het begrijpen van de onderliggende fysieke processen in materialen en apparaten, maar ook voor het verbeteren van de prestaties en betrouwbaarheid van apparaten.
Kleiner worden wordt luidruchtiger
Met de miniaturisatie van elektronische apparaten, zoals transistors en quantum dotswordt de rol van elektronische ruis, vooral 1/f-ruis, steeds belangrijker. In kwantumtechnologieën kunnen fluctuaties in de achtergrondlading bijvoorbeeld een aanzienlijke invloed hebben op de functionaliteit van kwantumbits (qubits), de basiseenheden van kwantuminformatie. In dit hoofdartikel benadrukken de onderzoekers dat schotruis- en 1/f-ruismetingen onmisbaar zijn bij het beoordelen van de technologische toepasbaarheid van deze minuscule apparaten, waarbij niet-evenwichtsverschijnselen en een gebrek aan thermalisatie de werking ervan extra complex maken.
Een verdere duik in elektronische ruis
De onderzoekers benadrukken het belang van voortgezet onderzoek naar 1/f en schotruis in de context van opkomende technologieën. Quantum samenhang en verstrikking, van fundamenteel belang voor de implementatie van kwantumtechnologische platforms, zijn bijzonder gevoelig voor decoherentie veroorzaakt door materiaal-inherente ruisbronnen, vaak met een spectrum van het 1/f-type. Strategieën om deze decoherentie te verzachten, zoals het ontwikkelen van fouttolerante qubits en geavanceerde kwantumcontrolemethoden, zijn van cruciaal belang voor de vooruitgang van kwantumtechnologieën.
Dit hoofdartikel onderstreept uiteindelijk het multidisciplinaire karakter van geluidsonderzoek, het overbruggen van materiaalwetenschap, kwantumapparaattechniek en computationele methoden.
Kenna Hughes-Castleberry is de Managing Editor bij Inside Quantum Technology en de Science Communicator bij JILA (een partnerschap tussen de University of Colorado Boulder en NIST). Haar schrijfstijlen omvatten deep tech, quantum computing en AI. Haar werk is te zien in National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica en meer.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-dealing-with-electronic-noise-in-quantum-materials/
