- Категория
- Наука
- Дата публикации
Физики создали фосфорно-кремниевый кубит работающий при комнатной температуре
Ученые физики из Германии, Великобритании и Канады создали квантовую ячейку — кубит (наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере — Ред.), которая работает без охлаждения до близких к абсолютному нулю температур.
В качестве основы для кубита ученые использовали атом фосфора-31 и внедрили его в кристаллическую решетку из кремния-28, используя очищенные изотопы кремния, процесс разработки опубликован в журнале Science. Логическому нулю и единице соответствовали состояния иона фосфора, которое отличается направлением его ядерного спина (спин ядра 31P равен 1/2), а для управления спином ученые использовали микроволновое излучение.
Стоит отметить, что кубит на основе ядра атома фосфора позволяет считывать информацию с него со сверхвысокой точностью, более 99,8%. Ядро фосфора не подвержено внешним воздействиям, что снижает его шансы на то, что его спин может поменяться во время работы квантового компьютера.
Подписывайтесь на Telegram-канал delo.uaРезультаты исследования показали, что разработанный кубит при комнатной температуре позволяет сохранять информацию чуть больше получаса, а в охлажденном состоянии до 4 кельвин криостате — более трех часов. Также состоянием разработанного кубита можно управлять как с охлаждением, так и в обычных условиях. Однако говорить о переносе технологии на обычные чипы пока рано, так как экспериментальная установка слишком громоздкая и ученые не научились избирательно менять состояние отдельных атомов, но физики продолжают работать в выбранном направлении.
Квантовые вычисления основаны на том, что некоторая двухуровневая система (кубит) сначала переходит в смесь двух состояний, затем над ней совершаются определенные действия (логические операции), а потом совершается процедура измерения. Теоретически за счет пребывания кубита в двух состояниях одновременно можно заметно ускорить вычисления, но на практике квантовые вычислительные системы пока работают лишь в качестве лабораторных устройств, производительность которых не позволяет говорить о решении практических задач.