Новости Зеленограда, инфопортал Зеленоград ИНФО
Суббота, 19 Июня, 2021 год
Главная » Наука » В Мире » На основе “дырок” создали новый тип кубитов

На основе “дырок” создали новый тип кубитов

Предположительно их можно будет встраивать в системы с большим количеством блоков гораздо проще, чем аналогичные кубиты на базе других составляющих

На основе "дырок" создали новый тип кубитов© AP Photo/Seth WenigЧитайте ТАСС вЯндекс.НовостиЯндекс.Дзен…Показать скрытые ссылкиGoogle Новости

ТАСС, 4 июня. Австрийские физики обнаружили, что "дырки" – гипотетические элементарные частицы в полупроводниках – можно использовать как кубиты – "вычислительные блоки" квантовых компьютеров. Результаты исследования опубликовал научный журнал Nature Materials.

"Наши коллеги из Италии собрали из множества тонких слоев кремния и германия структуру толщиной в несколько нанометров. Благодаря этому мы сосредоточили "дырки" в центральном слое германия и научились управлять ими. Для этого нужны относительно слабые магнитные поля, поэтому наши кубиты можно совмещать со сверхпроводниками", – рассказал один из авторов исследования Дэниел Йировец.

Существует несколько типов кубитов – их создают на базе сверхпроводников, одиночных атомов или ионов, охлажденных до сверхнизких температур, а также различных полупроводниковых конструкций. В "квантовой гонке" по созданию все более сложных вычислительных приборов пока лидируют кубиты первых трех типов: их работой удобнее управлять, а сами кубиты такого типа при вычислениях совершают меньше ошибок.

Хотя полупроводниковые кубиты менее удобны, теоретики предполагают, что с их помощью можно будет создавать сложные вычислительные машины, которые объединят в себе тысячи или даже миллионы квантовых ячеек памяти. За последние годы физикам удалось достичь существенного прогресса в их разработке, однако пока ученые далеки от создания на их основе полноценного квантового компьютера.

Йировец и его коллеги разработали новый тип полупроводниковых кубитов, основой для которых служат не отдельные ядра атомов полупроводников или их электроны, а "дырки" – квазичастицы, которые "переносят" положительный заряд в полупроводниковых материалах. 

О том, что "дырки" обладают теми же квантовыми свойствами, которые обычно используются в работе кубитов, физикам известно давно. Однако поведением и перемещениями "дырок" крайне сложно управлять. Австрийские исследователи решили эту проблему с помощью своеобразного "бутерброда" из чередующихся слоев кремния и германия. Небольшая толщина слоев ограничивает подвижность "дырок", которые возникают в германиевых слоях, и позволяет очень точно управлять ими и менять их свойства.

На основе этой структуры Йировец и его коллеги создали полноценный кубит из двух "дырок" и набора из нескольких миниатюрных золотых электродов. Они служат источником магнитных полей, с помощью которых можно считывать состояние квантовой ячейки памяти или записывать в нее новую информацию.

Благодаря очень маленькой толщине слоев германия и кремния для управления положением и свойствами "дырок" можно использовать очень слабые магнитные поля. За счет этого подобные кубиты можно встраивать в сверхпроводящие электрические цепи, которые обычно разрушаются под действием магнитных полей. Благодаря этому их можно будет легче встраивать в системы с большим количеством вычислительных блоков.

Другое преимущество кубитов на основе "дырок" заключается в том, что они работают очень быстро, совершая более 100 млн операций в секунду, сохраняя при этом стабильность очень долго – около 150 микросекунд. Это делает их особенно выгодными для сложных квантовых вычислений, подытожили Йировец и его коллеги.

Источник

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

© 2021 Зеленоград ИНФО – ещё ближе к городу. Все права защищены.

05:3419 Июня
 Сб, 2021
Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
WordPress: 60,32MB | MySQL:80 | 0,747sec