Новата квантова платформа: Електроните от нагрята светлинна нишка (отгоре) „кацат” върху твърд неон (червен блок), където един електрон (вълна в синьо) е уловен и манипулиран от свръхпроводяща квантова верига (шарен чип долу)
(илюстрация: Dafei Jin/Argonne National Laboratory)
Учените се различават значително във възгледите си за идеалния квантов компютър. За основа на бъдещите изчислителни машини се предлагат свръхпроводящи кубити, оптични капани и атоми (йони) при различни условия, капани за електрони в полупроводниците и др.
Всичко това заедно и поотделно се изучава сериозно от над 20 години, но идеално решение никога не е имало. Възможно е неонът, охладен до твърдо състояние, да стане основа за идеалния кубит.
В скорошна статия в сп. Nature екип, ръководен от Националната лаборатория на Аргон към Министерството на енергетиката на САЩ, обяви създаването на нова платформа за формиране на кубити (квантови битове). Платформата се базира на чист неутрален газ неон, който е охладен до твърдо състояние.
Неутралността и чистотата на неона гарантират най-високата степен на шумоустойчивост на кубита от външни влияния и следователно – неговата стабилност, т.е. способността му да поддържа квантови състояния за достатъчно дълго време.
Учените са използвали електрон като действителен кубит. Електронът се излъчва при нагряване на обикновена нажежаема жичка на крушка и се удря върху повърхността на охладения неон, където попада в капан.
На показаното изображение волфрамовата нишка излъчва електрони, които се улавят от охладен в твърдо състояние неон (в червено). Схемата се управлява от свръхпроводяща верига под неоновия куб. Синьото показва квантовото състояние на електрона върху повърхността на неона (вълновата функция).
В поредица от експерименти учените демонстрират, че един електрон върху твърд неон запазва състоянието си на суперпозиция доста дълго време – времето на кохерентност се оказва сравнимо с вариантите на кубити, които се разработват повече от 20 години.
С други думи, новата платформа изглежда много обещаваща. Дали тя ще стане основата за идеални кубити? Учените ще търсят отговор на този въпроси в следващи изследвания.