By kenna hughes-castleberry publicado el 23 de febrero de 2024
El “Journal Club” de IQT es una serie de artículos semanales que analiza un artículo de investigación reciente sobre tecnología cuántica y analiza sus impactos en el ecosistema cuántico. Este artículo analiza un número especial reciente publicado en Applied Physics Letters, examinando cómo el ruido electrónico influye en los materiales cuánticos.
Un editorial titulada Ruido electrónico: desde materiales avanzados hasta tecnologías cuánticas profundiza en las complejidades del ruido electrónico y sus implicaciones en diversos campos científicos y tecnológicos. Debido a que este ruido puede afectar las mediciones de precisión, lo cual puede ser importante para localización por GPS, cronometrajeY más, investigadores de todo el mundo están buscando formas innovadoras de minimizar este ruido en sus sistemas tecnológicos.
¿Qué es el ruido electrónico?
En este editorial, los investigadores explican que el ruido electrónico, una característica inherente a todos los dispositivos electrónicos, se clasifica en cuatro tipos principales: ruido térmico, ruido de disparo, ruido de recombinación de generación y ruido 1/f de baja frecuencia. El ruido térmico y de disparo proviene del movimiento aleatorio de los portadores de carga y son independientes de la frecuencia, mientras que el ruido de recombinación de generación, asociado con estados de captura de carga, y el ruido 1/f, resultante de fluctuaciones en el número o la movilidad de los portadores, están presentes en bajas frecuencias. Estudiar estos tipos de ruido es crucial no sólo para comprender los procesos físicos subyacentes en materiales y dispositivos, sino también para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de los dispositivos.
Cada vez más pequeño se vuelve más ruidoso
Con la miniaturización de dispositivos electrónicos, como transistores y puntos cuánticos, el papel del ruido electrónico, especialmente el ruido 1/f, se vuelve cada vez más crítico. En las tecnologías cuánticas, por ejemplo, las fluctuaciones de carga de fondo pueden afectar significativamente la funcionalidad de los bits cuánticos (qubits), las unidades básicas de información cuántica. En este editorial, los investigadores destacan que las mediciones de ruido de disparo y de ruido 1/f son indispensables para evaluar la aplicabilidad tecnológica de estos minúsculos dispositivos, donde los fenómenos de desequilibrio y la falta de termalización introducen una complejidad adicional a su funcionamiento.
Una inmersión más profunda en el ruido electrónico
Los investigadores enfatizan la importancia de continuar la investigación sobre el ruido 1/f y el ruido de disparo en el contexto de las tecnologías emergentes. Cuántico coherencia y enredo, fundamentales para implementar plataformas tecnológicas cuánticas, son particularmente susceptibles a la decoherencia inducida por fuentes de ruido inherentes al material, a menudo con un espectro de tipo 1/f. Las estrategias para mitigar esta decoherencia, como el desarrollo de qubits tolerantes a fallas y métodos avanzados de control cuántico, son vitales para el avance de las tecnologías cuánticas.
En última instancia, este editorial subraya la naturaleza multidisciplinaria de la investigación del ruido, uniendo la ciencia de los materiales, la ingeniería de dispositivos cuánticos y los métodos computacionales.
Kenna Hughes-Castleberry es la editora gerente de Inside Quantum Technology y la comunicadora científica de JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus temas de escritura incluyen tecnología profunda, computación cuántica e inteligencia artificial. Su trabajo ha aparecido en National Geographic, Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica y más.
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- Fuente: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-dealing-with-electronic-noise-in-quantum-materials/
