Физики ННГУ им. Н. И. Лобачевского разработали уникальный тип кубитов на основе искусственных атомов, способных сохранять квантовое состояние дольше обычного. Это открытие открывает путь к созданию более стабильных и управляемых квантовых устройств в России.
Исследователи впервые в стране научились контролировать сразу два параметра кубита — заряд и вращательный момент (спин). Такой двойной контроль позволяет строить более сложные, но компактные квантовые системы.
С помощью электрического поля мы управляем и зарядом, и вектором вращения кубита, что даёт возможность создавать более сложные, но миниатюрные квантовые системы.
Учёные обнаружили неожиданный эффект — спиновую память в гибридных кубитах. Они научились «запирать» кубит на определённом энергетическом уровне, что позволяет сохранять квантовое состояние частицы дольше обычного. Это прорыв в создании энергонезависимых элементов квантовой памяти с электрическим управлением.
Любая система стремится к минимуму энергии, частицы переходят на всё более низкие уровни, поэтому зафиксировать нужные значения кубитов длительно почти невозможно, но нам это удалось. В переменном электрическом поле мы задержали кубит в нужном нам состоянии.
Система построена на основе арсенида галия — распространённого полупроводникового материала с хорошо изученными свойствами. Это позволит в будущем масштабировать разработку и интегрировать её в различные типы квантовых устройств.
В ближайших планах учёных — изучение эффекта спиновой памяти, оптимизация квантовых операций в гибридных спин-зарядовых кубитных регистрах и разработка методов коррекции квантовых ошибок. Всё это необходимо для создания полноценных квантовых процессоров.
Читайте ещё материалы по теме:
Российские астрофизики доказали различные способы образования спиральных галактик
Почему бы и да?: Путин призывает к квантовому прорыву
Инженеры НГТУ придумали метод ускоренного сбора и анализа данных на энергетических объектах
