Как новый тип кубитов из ННГУ может изменить квантовые вычисления

За пределами стен Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского был создан инновационный тип кубитов, который в перспективе станет основой для полупроводниковых платформ в области квантовых вычислений. Этот новый подход также откроет новые горизонты для отечественного производства в сферах микроэлектроники и спинтроники, о чем сообщила пресс-служба университета.

«Физики ННГУ им. Н. И. Лобачевского разработали новый тип кубитов на основе искусственных атомов, что открывает горизонты для создания полупроводниковой платформы квантовых вычислений. Эти кубиты могут эффективно кодировать и обрабатывать квантовую информацию.»

Ученым впервые удалось вычислить условия, при которых одновременно контролируются два параметра кубита: заряд и спин. Это достижение открывает путь к созданию высокоэффективных и стабильных квантовых устройств на базе существующих технологий.

«При помощи электрического поля мы можем управлять как зарядом, так и вектором вращения кубита, что способствует созданию более сложных и компактных квантовых систем. Разработка основ для квантовых вычислений, включая гибридные кубиты на полупроводниковых гетероструктурах, является приоритетом для российской наноэлектроники. Реализация управляемых спин-зарядовых кубитов с динамической стабилизацией может стать основой масштабируемых квантовых процессоров.»

Кроме того, исследование привело к открытию ранее не описанного эффекта спиновой памяти в гибридных кубитах. Ученые обнаружили, что кубит может оставаться на определенном энергетическом уровне благодаря контролю его состояния с помощью электрического поля. Это может значительно увеличить продолжительность существования квантового состояния.

«Любая система стремится к минимизации энергии, и поэтому удерживать кубиты в нужном состоянии крайне сложно, однако нам это удалось. Мы смогли удержать кубит в заданном положении с помощью переменного электрического поля. Это дало возможность проводить необходимые операции в квантовых приложениях.»

Следует отметить, что разработка основана на широко доступном полупроводниковом материале арсениде галия. Он хорошо изучен и не создаст трудностей при интеграции новых кубитов в разнообразные квантовые устройства.