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I ricercatori hanno scoperto che il tantalio, un metallo superconduttore, migliora le prestazioni dei qubit nei computer quantistici. Utilizzando la spettroscopia di fotoelettroni a raggi X, hanno studiato lo strato di ossido di tantalio sui qubit e hanno scoperto che non era uniforme. Questa scoperta ha spinto ulteriori ricerche per comprendere come modificare queste interfacce al fine di migliorare le prestazioni complessive del dispositivo.
Il tantalio è un metallo unico con proprietà speciali. È denso, duro, resistente alla corrosione e un superconduttore quando raffreddato a temperature basse. I qubit superconduttori a base di tantalio hanno dimostrato di avere una durata di conservazione dei dati quantistici cinque volte superiore rispetto ai qubit realizzati con niobio e alluminio.
Gli scienziati del Center for Functional Nanomaterials (CFN), della National Synchrotron Light Source II (NSLS-II) e dell'Università di Princeton hanno decodificato il profilo chimico del tantalio per comprendere le ragioni per cui i qubit funzionano meglio con questo metallo. Individuando uno spessore incostante nello strato di ossido, pare che siano riusciti a individuare almeno uno degli elementi per aumentare il tempo di coerenza del qubit.
Lo studio è stato un sforzo collaborativo che ha coinvolto esperti di diversi settori, tra cui la scienza dei materiali e la fisica quantistica. Questa collaborazione ha permesso una comprensione più ampia del problema e ha portato a nuovi metodi e approcci che potrebbero essere utilizzati in futuro per migliorare ulteriormente i computer quantistici.
I risultati di questa ricerca forniranno conoscenze fondamentali per la progettazione di qubit ancora più performanti e contribuiranno allo sviluppo dei computer quantistici superconduttori. L'utilizzo del tantalio come componente chiave potrebbe aprire nuove prospettive per l'elaborazione quantistica e l'affronto di enigmi e problemi altrimenti irrisolvibili con i computer classici.Immagine di copertina: yourapechkin