Ученые приблизились к созданию квантового компьютера

Австралийские исследователи разработали новый тип кубита - строительного блока квантовых компьютеров. Это сделает возможным производство большого квантового компьютера.

В новой модели кубитами выступают атомы фосфора в кремниевой пластине, а манипулировать их значением предлагается при помощи электрического поля.

Квантовый компьютер — вычислительное устройство, которое использует явления квантовой суперпозиции и квантовой запутанности для передачи и обработки данных. Это устройство выполняет вычисления за счет связи кубитов друг с другом. Когда меняется состояние одного, меняется состояние нескольких связанных с ним. В квантовых компьютерах, кубитами которых служат отдельные атомы в лазерных ловушках, кубиты должны находиться очень близко один к другому, чтобы эта связь сохранялась; расстояние обычно не превышает 50 диаметров самого атома.

В новом типе кубитов значение кодируется парой ядро-электрон. В случае, когда их спины совпадают, значение кубита равно 1, если они противоположны — 0. Направляя в нужное место электрическое поле, можно манипулировать значением спина для проведения вычислений. Это проще, чем использовать лазеры и магнитное поле.

"Пока это теория, предположение. Такой кубит еще будет построен. У нас есть некоторые предварительные экспериментальные данные, которые дают понять, что это вполне возможно, поэтому мы работаем, чтобы в полной мере продемонстрировать это", - заявил один из авторов работы, Андреа Морелло.

По предварительным расчетам, новые кубиты Морелло и его коллег могут взаимодействовать с прочими ячейками квантового компьютера не на расстоянии в 20-50 атомов, как раньше, а на дистанции почти в микрометр, что является огромным расстоянием по меркам компьютерной техники.

"Для того, чтобы управлять этим кубитом, вы должны тянуть электрон немного дальше от ядра, с использованием электродов в верхней части. Поступая таким образом, вы можете создать электрический диполь. Эти электрические диполи взаимодействуют друг с другом на довольно больших расстояниях, примерно в тысячу нанометров", - объясняют авторы исследования.