Нижегородские физики разработали новый тип кубитов для квантовых устройств

Нижегородские физики создали новый тип кубитов на основе искусственных атомов для квантовых устройств. Об этом сообщает пресс-служба ННГУ им. Лобачевского. Кубит — это базовая единица информации в области квантовых вычислений, своеобразный аналог бита в обычном компьютере.

Нижегородские ученые впервые в России рассчитали условия для контроля сразу двух параметров кубита: заряда и его вращательного момента – так называемого спина.

С помощью электрического поля исследователи могут управлять обоими параметрами и строить более сложные квантовые системы.

Такие технологии могут применяться для создания квантового компьютера и развития полупроводниковой платформы квантовых вычислений. Сейчас это одно из приоритетных направлений в российской наноэлектронике.

«Реализация управляемых спин-зарядовых кубитов с динамической стабилизацией состояний может стать ключевым шагом в создании масштабируемых квантовых процессоров», – отметила соавтор исследования, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ННГУ Марина Бастракова.

В процессе исследования физики также открыли неизвестный ранее эффект спиновой памяти в гибридных кубитах. Если контролировать состояние квантовых частиц с помощью электрического поля, то возможно «запереть» кубит на определённом энергетическом уровне. Эффект позволяет сохранять квантовое состояние частицы на время, превышающее характерное время жизни спинового состояния. Это открывает новые перспективы для создания энергонезависимых элементов квантовой памяти с электрическим управлением, необходимых для развития полномасштабных квантовых компьютеров.

«Любая система стремится к минимуму энергии, частицы переходят на все 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. За это время в квантовых приложениях можно успеть провести необходимые операции», – подчеркнул автор исследования, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ННГУ Денис Хомицкий.

Теперь ученые намерены продолжить изучать эффект спиновой памяти, оптимизировать квантовые операции в гибридных спин-зарядовых кубитных регистрах и разработать методы коррекции квантовых ошибок, что необходимо для создания квантовых процессоров.

Ранее на сайте pravda-nn.ru сообщалось, что нижегородский ученый Алексей Киселёв рассказал, где искать следы падений метеоритов.