Новый метод контроля спинов приближает квантовые чипы на миллиард кубитов

Австралийские инженеры обнаружили новый способ точного контроля над отдельными электронами в квантовых точках, управляющих работой логических вентилей. Разработанный ими механизм менее громоздкий и требует меньше компонентов. Эти свойства могут оказаться определяющими для будущего массового производства кремниевых квантовых компьютеров.

«Это совершенно новый эффект, который мы никогда прежде не видели и не сразу поняли, — заявил Уилл Гилберт из компании Diraq, ведущий автор статьи, вышедшей в журнале Nature Nanotechnology. — Но быстро стало ясно, что это новый способ контроля спинов в квантовых точках».

Логические вентили — фундаментальные строительные блоки всех вычислений. С их помощью происходит обработка информации. Однако квантовые биты (или кубиты), благодаря суперпозиции, существуют в состоянии единицы и ноля одновременно, что открывает сразу множество различных вычислительных стратегий, недоступных классическим компьютерам. Сами кубиты состоят из квантовых точек, крошечных наноустройств, содержащих один или несколько электронов. Точный контроль над ними необходим для эффективного квантового компьютера.

Экспериментируя с различными геометрическими сочетаниями наноустройств, разными типами магнитов и антенн, ученые наткнулись на необычный эффект: скорость вращения одного из кубитов неожиданно и странным образом увеличилась, сообщает Phys.org. Позже исследователи поняли, что открыли новый способ манипулирования квантовым состоянием отдельного кубита с помощью электрических, а не магнитных полей, как это делалось раньше.

«Новый способ манипулирования кубитами менее габаритный — не нужно изготавливать кобальтовые микромагниты или антенны рядышком с кубитами, чтобы достигать эффект управления, — сказал Гилберт. — Отпадает необходимость размещать дополнительные структуры вокруг каждого вентиля».

Открытие приближает появление практичных квантовых компьютеров на кремнии, созданных на основе практически тех же самых полупроводящих компонентов, которые используются в классических компьютерах. Отпадает потребность в экзотических материалах, упрощается и ускоряется переход к серийному производству квантовых чипов по тысяче кубитов каждый.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (3 votes)
Источник(и):

ХайТек+