Материалы портала «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