斯格明子量子二极管原型:连接微磁模拟与量子模型
磁性斯格明子是一种受拓扑保护的磁旋结构,其抗干扰特性尤为突出。这种拓扑稳定性使其成为理想的量子信息载体,有望解决量子计算中的关键难题——在不同类型量子比特间建立可靠的单向连接。该研究团队在这项概念验证工作中,开发出基于斯格明子量子比特的新型器件“斯格明子量子二极管”。该工作融合了经典微磁模拟(实现了最小3纳米的斯格明子直径)与受超导量子比特启发的量子电路模型,主要取得三项突破:(1) 在20纳米至3纳米尺度的非对称结中,通过斯格明子霍尔效应实现了单向传输;(2) 展示了与磁通可调量子架构的潜在兼容性;(3) 初步揭示了基于斯格明子的量子比特系统中的非谐性特征。这些成果不仅验证了混合斯格明子-量子平台的运行可行性,更为其规模化发展提供了关键参数。该研究为将斯格明子量子元件集成到实用器件架构指明了方向,能实现低耗散、单向的量子信息传输,对可扩展量子计算、自旋电子逻辑及混合量子系统具有重要意义。该技术有望催生芯片级无泵隔离器与定向量子链路,从而提升读取保真度、降低低温负荷,并支持模块化斯格明子-超导处理器的发展。
量科快讯
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