Новости науки на портале «Научная Россия»

Найдена потенциальная технологическая основа для квантового компьютера

Найдена потенциальная технологическая основа для квантового компьютера
Международная группа исследователей установила существование стабильного квантового состояния, образуемого атомами железа в нанослое сверхпроводника.

Ученые из Московского физико-технического института (Россия), Высшей школы промышленной химии и физики в Париже, а также университета Сорбонны (Франция) открыли возмущения в виде шестиконечных «звездочек», которые образуют магнитные атомы в двухмерном слое сверхпроводника. Лабораторный эксперимент, проведенный в Париже, показал, что возмущение магнитного поля охватывает большую площадь, а сама ситуация при этом достаточно стабильна. Это делает возможными ее использование в разработке новейшей электроники. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Ученые заметили, что возле одиночных магнитных атомов железа, вставленных в двойной слой сверхпроводника диселенида ниобия толщиной всего в два-три атома, образуются т.н. состояния Ю-Шиба-Русинова. Это особая разновидность электромагнитных колебаний квантовых объектов, названная в честь первооткрывателей. Их существование было теоретически предсказано еще в 60-е годы прошлого века, однако, никто еще не наблюдал их непосредственно.

Благодаря специальному сверхнизкотемпературному туннельному микроскопу, сконструированному Дмитрием Родичевым, ученые впервые увидели, что магнитные возмущения в тончайшем слое металла-сверхпроводника занимают десятки нанометров. Это значительно больше, чем в обычных сверхпроводниках. Сеть таких возмущений может быть использована в высокотехнологичной электронике, в частности, — в разработке квантового компьютера.

Современные компьютеры создаются на базе полупроводников. Эта технология на сегодняшний день во многом достигла своих пределов. В связи с этим ведется поиск новых «кандидатов», способных стать базой для квантовый компьютеров. Они, как ожидается, будут гораздо производительнее нынешних своих собратьев. Основная проблема на пути к таким системам — высокая чувствительность наноразмерных систем к внешним воздействиям и нестабильность квантовых состояний.

Надежды разработчиков в этой ситуации обращены к устойчивым электронным состояниям. В частности, много исследований проводится для получения т.н. неабелевых анионов — особых возбуждений в двумерной квантовой системе под воздействием электромагнитного поля.

По словам Василия Столярова, одного из авторов исследования, их группе удалось показать, что переход от трехмерного состояния в двумерное способствует значительному увеличению площади возмущения магнитного поля в сверхпроводнике. Из получаемых таким образом «звездочек» можно конструировать неабелевы анионы — элементы сверхбыстрых квантовых компьютеров.

К слову, ранее портал Научная Россия писал о том, что алмазы — лучшие друзья квантовых компьютеров.

квантовый суперкомпьютер московский физико-технический институт сверхпроводники

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий