Любопытно...
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
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.
Отсюда: https://nauka.tass.ru/nauka/11567049
Предположительно их можно будет встраивать в системы с большим количеством блоков гораздо проще, чем аналогичные кубиты на базе других составляющих
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.
Отсюда: https://nauka.tass.ru/nauka/11567049