Поредно научно изследване проправя пътя към по-надеждни квантовите изчисления
(снимка: CC0 Public Domain)
Предизвикателство при създаването на квантови компютри е как да се комбинират много кубити в една система наведнъж. Това може да се постигне с двуизмерни (2D) масиви. Европейски изследователи за първи път демонстрираха, че в такъв набор от квантови точки спиновете на отделните електрони могат да бъдат контролирани.
Квантовите компютри се считат за следващата стъпка в развитието на изчисленията. Тези устройства използват кубити (квантови битове), за да обработват паралелно потоци от информация. При създаване на такива компютри обаче възникват различни проблеми. Един от тях е големият брой грешки в изчисленията, в резултат на външни влияния.
Колкото повече кубита има в системата, толкова по-трудно е да се контролират грешките. Учените постоянно търсят начини да увеличат броя на квантовите битове, като същевременно намалят нестабилността на системата. В нова разработка учени от Университета в Копенхаген са изградили двуизмерен масив от кубити, базирани на квантови точки, който е достатъчно устойчив на грешки, за да позволи създаване на мощен квантов процесор.
Квантовите точки са полупроводникови наночастици, в които електроните и дупките са ограничени в пространството във всичките три измерения. Тези частици са достатъчно малки, за да проявят квантови ефекти. Намират приложение в QLED дисплеите, тъй като са в състояние да флуоресцират, когато са изложени на лъчение, както и за създаване на полеви транзистори.
Авторите на изследването, публикувано в Nature Communications, са използвали набор от квантови точки, създаден от компанията за микроелектроника CEA-Leti. Учените са взели един 2D масив и са показали, че могат да манипулират свойствата на отделни електрони в квантовите точки. Ролята на кубит в тях играе спинът, който може да има две различни състояния или да се намира в суперпозиция между тях.
Изследователите все още не са опитали да създадат истински квантов процесор, базиран на двуизмерния масив. Те са провели експеримент при отсъствие на магнитно поле, но такива условия не позволяват създаването, например, на двукубитни вентили (гейтове), необходими за пълноценна работа на изчислителното устройство.