論文の概要: 2022 Roadmap for Materials for Quantum Technologies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.07309v1
- Date: Tue, 15 Feb 2022 10:56:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-25 18:46:14.616423
- Title: 2022 Roadmap for Materials for Quantum Technologies
- Title（参考訳）: 2022 量子技術の材料ロードマップ
- Authors: Christoph Becher, Weibo Gao, Swastik Kar, Christian Marciniak, Thomas
Monz, John G.Bartholomew, Philippe Goldner, Huanqian Loh, Elizabeth
Marcellina, Kuan Eng Johnson Goh, Teck Seng Koh, Bent Weber, Zhao Mu,
Jeng-Yuan Tsai, Qimin Yan, Samuel Gyger, Stephan Steinhauer, Val Zwiller
- Abstract要約: 量子技術は、量子物理学の基本原理を応用の最前線に移すために考えられている。
このロードマップは、重要な課題のいくつかを特定し、さまざまなエキサイティングな量子技術フロンティアの基礎となる材料イノベーションに関する洞察を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4642312690754396
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum technologies are poised to move the foundational principles of
quantum physics to the forefront of applications. This roadmap identifies some
of the key challenges and provides insights on materials innovations underlying
a range of exciting quantum technology frontiers. Over the past decades,
hardware platforms enabling different quantum technologies have reached varying
levels of maturity. This has allowed for first proof-of-principle
demonstrations of quantum supremacy, for example quantum computers surpassing
their classical counterparts, quantum communication with reliable security
guaranteed by laws of quantum mechanics, and quantum sensors uniting the
advantages of high sensitivity, high spatial resolution, and small footprints.
In all cases, however, advancing these technologies to the next level of
applications in relevant environments requires further development and
innovations in the underlying materials. From a wealth of hardware platforms,
we select representative and promising material systems in currently
investigated quantum technologies. These include both the inherent quantum bit
systems as well as materials playing supportive or enabling roles, and cover
trapped ions, neutral atom arrays, rare earth ion systems, donors in silicon,
color centers and defects in wide-band gap materials, two-dimensional materials
and superconducting materials for single-photon detectors. Advancing these
materials frontiers will require innovations from a diverse community of
scientific expertise, and hence this roadmap will be of interest to a broad
spectrum of disciplines.
- Abstract（参考訳）: 量子テクノロジーは、量子物理学の基礎原理を応用の最前線に移そうとしている。
このロードマップは、重要な課題のいくつかを特定し、さまざまなエキサイティングな量子技術フロンティアの基礎となる材料イノベーションに関する洞察を提供する。
過去数十年にわたり、異なる量子技術を実現するハードウェアプラットフォームは、様々なレベルの成熟に達した。
これにより、量子超越性の第一原理実証が可能となり、例えば量子コンピュータは古典的コンピュータを上回ること、量子力学の法則によって保証される信頼性の高いセキュリティを持つ量子通信、高感度、高空間分解能、小さなフットプリントの利点を一体化した量子センサなどが可能になる。
しかしながら、すべてのケースにおいて、これらの技術を関連する環境における次のレベルのアプリケーションへと進化させるには、基盤となる素材のさらなる開発と革新が必要である。
様々なハードウェアプラットフォームから、現在研究されている量子技術における代表的および有望な物質システムを選択する。
これらには固有の量子ビットシステムだけでなく、支持または有効に働く材料、トラップされたイオン、中性原子配列、希土類イオンシステム、シリコンのドナー、広帯域ギャップ材料における色中心と欠陥、二次元材料、単光子検出器のための超伝導材料などが含まれる。
これらの材料フロンティアの推進には、さまざまな科学的専門知識のコミュニティからのイノベーションが必要であるため、このロードマップは幅広い分野に関心を持つだろう。
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