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

4 часа назад
Новейший российский бронеавтомобиль «Тайфун-ВДВ» оснастили боевым модулем «Спица»: с неба и сразу в бой

Модель К-4386 отличает несущий бронекорпус повышенной прочности

5 часов назад
В России разработали летающую ПВО с безоткатным дробовиком для борьбы с БПЛА: появились кадры испытаний

Эффективная дальность стрельбы патроном 12-16 калибра — 20 м

9 апр. 2025 г., 19:19:00
Лесная автофея: алтайские учёные разработали машину, которая в разы увеличит скорость озеленения леса

Высокая производительность механизма достигается за счёт предварительного рыхления почвы

9 апр. 2025 г., 19:15:43
Самолет «Аккорд» станет базой для уникального российского беспилотника

Начало проведения летно-технических испытаний запланировано на конец 2025 года

9 апр. 2025 г., 19:00:35
Севмаш изготовил три подшипника для новейшего атомохода «Ленинград»

Ледокол проекта 22220 строят на Балтийском заводе ОСК

9 апр. 2025 г., 18:25:26
Борьба с мошенничеством: Wildberries & Russ и Билайн объединяют усилия

Билайн создаёт специальный профиль для борьбы с мошенниками на основе антифрод-экспертизы и данных о подозрительных операциях

9 апр. 2025 г., 18:14:49
Титановые детали для крыла нового самолета МС-21 начали производить в Ульяновске

На УМЗ для выпуска новой продукции создали новый цех механической обработки

9 апр. 2025 г., 18:00:00
С 2017 года по требованию Роскомнадзора удалено около 400 тысяч публикаций и каналов

РКН составил 19 протоколов за неудаление противоправного контента

9 апр. 2025 г., 17:53:43
Геофизика виртуально без рисков для жизни и бюджета: в Сибири открыли VR-студию для студентов ПИШ НГУ

В перспективе VR-студия может помочь в отработке управления БПЛА

9 апр. 2025 г., 17:00:56
Спутники засекли истребитель Су-35 на авиабазе Алжира

Республика станет владельцем многоцелевых боевых самолетов четвертого поколения?

9 апр. 2025 г., 17:00:00
Вымогатели в Telegram-каналах могут получить отдельную статью УК РФ

Ростех предложил ввести отдельную статью за шантаж в обмен на «защиту от негатива»

9 апр. 2025 г., 16:07:39
«Уралвагонзавод» официально раскрыл максимальную скорость новейшего танка Т-90М «Прорыв»

Боевая машина разгоняется до 70 км/ч