Фізики створили наднадійний квантовий "біт" на основі атому фосфора

Фізики створили новий вид кубіта на основі ядра атома фосфору, будова якого дозволяє зчитувати інформацію з нього з надвисокою точністю, що перевищує 99,8%. Це відкриває шлях для створення складних квантових комп'ютерів у найближчому майбутньому, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature.

"Ми досягли майже 100% надійності при прочитуванні кубіта, що стало новим рекордом для твердотілих пристроїв. Це порівнянно з найкращими результатами для інших видів кубітів, проте наша технологія не вимагає вакууму для роботи - це кремнієвий чіп, який можна підключити до класичних мікросхем. Це дозволяє практично необмежено збільшувати розміри і складність квантових комп'ютерів", - заявив Андреа Морелло з університету Нового Південного Уельсу (Австралія).

Морелло і його колега по університету Ендрю Дзурак вже декілька років розробляють компоненти, необхідні для збирання повноцінного квантового комп'ютера. Так, у 2010 році вони створили квантовий одноелектронний транзистор, а в 2012 році - повноцінний кремнієвий кубіт на основі атому фосфора. Час життя таких кубітів залишався досить низьким, що не дозволяло використовувати їх як вузли квантового комп'ютера.

Дослідники удосконалили конструкцію кубітів, навчившись використовувати ядро атома фосфору, а не один з його електронів, як носій інформації. Для запису і прочитування стану кубіта використовується той же самий набір з мікроелектродів, що генерує мініатюрне магнітне поле, яке міняє спин ядра.

На відміну від електрона, ядро практично не схильне до зовнішніх дій, що знижує шанси на те, що його спин може помінятися під час роботи квантового комп'ютера. За словами фізиків, цей крок дозволив їм не лише підвищити час життя кубіта у декілька разів, але і підвищити надійність прочитування інформації до рекордних 99,8%. Найближчим часом фізики спробують зібрати елемент квантової пам'яті та примітивну логічну схему на базі цих кубітів.