Escalonamento sem compromissos da velocidade e coerência do qubit

Em plataformas líderes de qubits, persiste um compromisso comum: aumentar a coerência custa em termos de velocidade operacional, refletindo a noção de que proteger um qubit de seu ambiente ruidoso também limita seu controle. Esse dilema velocidade-coerência limita o desempenho do qubit em diversas tecnologias. Aqui, demonstramos um qubit de spin de lacuna em um nanofio Ge/Si núcleo/casca que triplica sua frequência de Rabi enquanto simultaneamente quadruplica seu tempo de coerência em eco-Hahn, elevando o fator Q em mais de uma ordem de magnitude. Isso é possibilitado pela interação spin-órbita Rashba direta, emergente da mistura heavy-hole-light-hole por confinamento forte em duas dimensões. A sintonia da voltagem do gate faz essa interação atingir um pico, fornecendo velocidade máxima de acionamento e um ponto onde o qubit está otimamente protegido contra ruído de carga, permitindo que velocidade e coerência escalem conjuntamente. Nossa prova de conceito mostra que um projeto cuidadoso do ponto pode superar uma limitação antiga, oferecendo uma nova abordagem para construir qubits de alto desempenho e tolerantes a falhas.