Поиск по публикациям и новостям

Российские ученые провели эксперимент, который показал: атомы примесей в полупроводниках можно использовать как кубиты в квантовом компьютере
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Исследователи Московского физико-технического института (МФТИ) совместно с французскими коллегами экспериментально показали: если в некоторые полупроводники добавить примеси, электроны примесных атомов будут долго (по квантовым меркам это несколько наносекунд) сохранять направление спина — собственного магнитного момента. Благодаря длительному времени когеренции спина такие атомные системы можно использовать в качестве кубитов в квантовом компьютере.

Директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, доктор физико-математических наук Василий Столяров
Директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, доктор физико-математических наук Василий Столяров

В новой работе ученые Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ заменили часть атомов теллура в дихалькогениде молибден теллур (2H-MoTe2) на атомы брома и с помощью электронного пармагнитного резонанса и туннельной сканирующей микроскопии исследовали структуру электронов примесного атома и оценили время когерентности системы. 

Если отдельный инородный атом, помещенный в монокристалл, приводит к локализации спинполяризованного состояния, то он может стать кубитом. В дихалькогенидах переходных металлов сильное спин-орбитальное взаимодействие как раз создает такие условия. Вопрос только в том, как работать с такими кубитами, ведь это самый, что ни на есть атомарный масштаб, порядка 0,3 нм. Мы в наших исследованиях добавили примеси брома в полупроводник молибден теллур. Эта примесь имеет энергетическое положение внутри запрещенной зоны материала, то есть ее электроны локализованы. В работе мы показываем, что квантовые свойства этих примесей можно изучать, для этого применялась методика измерения электронного спинового резонанса и низкотемпературная сканирующая туннельная спектроскопия. Мы показали, что в данных атомах существуют унаследованные от материала локализованные спин-долинные состояния с наносекундными временами когерентности спинов.
Директор Центра перспективных методов мезофизики и нанотехнологий МФТИ, доктор физико-математических наук Василий Столяров

Таким образом, ученые показали возможность использования реальных атомов в качестве кубитов и теоретически объяснили длительное время когерентности, построив электронную структуру материала.

Пока это относительно пионерская работа, где показано принципиально, что у примесных атомов есть признаки долгоживущих локализованных электронных состояний — атом аля-кубит. Посыл работы в том, что нужно дальше изучать возможность применения реальных атомов в твердотельной матрице для создания кубитов. Мы планируем улучшать методику, сейчас моя аспирантка Валерия Шеина, первый автор работы, пытается примесные атомы еще и переводить в возбужденное состояние. Для этого нам нужно в туннельный микроскоп, прямо под иглу, вводить источник высокочастотного излучения, который бы переводил кубит из основного состояния в возбужденное. И это следующий этап. Во многом его успех зависит от выбора материала и примеси.
Василий Столяров
Источники
МФТИ

Сейчас на главной

39 минут назад
Космонавт Кирилл Песков поделился захватывающими видами Земли с борта МКС

Песков провел экскурсию по станции и показал, как с МКС выглядит линия терминатора и закат

1 час назад
Раскрыт срок первого полёта SJ-100 Superjet в полностью импортозамещенном облике

Самолёт поднимется в небо в апреле

1 час назад
Подготовка к запуску к МКС на «Ракете Победы»: корабль «Союз МС-27» заправилили топливом и сжатыми газами

Старт пилотируемой миссии ожидается 8 апреля

1 час назад
Назван самый мощный флот в составе ВМФ России

Северный флот базируется в городе Североморске Мурманской области

1 час назад
Атомную подлодку «Пермь» с крылатыми ракетами «Циркон» официально спустили на воду

Ракетоносцы проекта 885М «Ясень-М» оснащены современными системами навигации, связи и гидроакустики

1 час назад
ИИ вышел на дороги: российская полиция получила комплексы «БАЛКА» для фиксации нарушений

«Азимут» поставил «умные» системы фиксации правонарушений для патрульных машин

2 часа назад
Умные колонки VK Капсула теперь воспроизводят звук из VK Видео

Новая функция позволяет слушать подкасты и лекции, не отвлекаясь от дел

9 часов назад
«Калашников» рассказал о «Зорком глазе» военных: мультиспектральная камера засекла РСЗО и танки

Беспилотник способен преодолеть 240 км за один вылет

9 часов назад
Ростех: Россия опередила весь мир в 2-3 раза по ряду разработок

Глава Ростеха Чемезов: главное — перейти на «свое» в авиации, оборонке и энергетике

27 мар. 2025 г., 18:55:12
Ракетному топливу и тротилу нашли замену в Сколтехе

Исследованный класс безазотных веществ отличается высоким показателем взрывной мощности

27 мар. 2025 г., 17:55:02
Продажи модернизированной Lada Niva Sport запустят 5 апреля

Доработанная версия автомобиля будет отличаться не только повышенной мощностью, но и обновлённой ходовой частью

27 мар. 2025 г., 17:50:54
Новейшая Lada Largus в цвете «Капитан» попала на фото

Машину в синем цвете засняли на конвейере