Фізики з Великобританії, Німеччини та Канади розробили квантову комірку, кубіт, яка працює без охолодження до близьких до абсолютного нуля температур. При цьому у якості основи для кубіта використано атом фосфору, введений в очищений кремній, що дозволяє говорити про потенційну сумісність технології зі звичайними мікросхемами.

Кубіт був створений шляхом додавання атомів фосфору-31 у кристалічну решітку з кремнію-28, причому використовувалися саме очищені ізотопи (фосфор-31 становить 100 відсотків природного фосфору, але на кремній-28 припадає 94 відсотків кремнію). Логічному нулю і одиниці відповідали стани іона фосфору, що відрізняються напрямком його ядерного спіна (спін ядра 31P дорівнює 1/2), а для керування спіном вчені використали мікрохвильове випромінювання.

Науковці повідомляють про те, що їх розробка дозволила зберігати квантову інформацію протягом більш ніж півгодини при кімнатній температурі, а в охолодженому до 4 градусів Кельвіна кріостаті - більше трьох годин. Крім того, станом кубіта можна було керувати як з охолодженням, так і у звичайних умовах. Говорити про перенесення технології на звичайні чипи поки не рано внаслідок складності експериментальної установки (вона потребувала додаткових магнітів, кріостата і кількох лазерів) і неможливості вибірково змінювати стан окремих атомів, а не відразу кількох десятків мільярдів іонів, але фізики мають намір продовжити роботу у вибраному напрямку.

Квантові обчислення засновані на тому, що деяка дворівнева система (кубіт) спочатку переходить в суміш двох станів, потім над нею відбуваються певні дії (логічні операції), а потім відбувається процедура вимірювання. Теоретично за рахунок перебування кубіта в двох станах одночасно можна помітно прискорити обчислення, але на практиці квантові обчислювальні системи поки працюють лише у якості лабораторних пристроїв, продуктивність яких не дозволяє говорити про вирішення практичних завдань.

Подробиці наведені у статті дослідників у журналі Science, а коротко про роботу розповідається на офіційному сайті Оксфордського університету.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: lenta.ru