Физики из ННГУ первыми в России рассчитали условия для контроля сразу двух параметров кубита. Возможность одновременно контролировать заряд и спин частиц увеличивает время хранения квантовой информации, что создает основу для более стабильных и управляемых квантовых устройств. Результаты исследования опубликованы в журнале PhysicalReview B.
Реализация управляемых спин-зарядовых кубитов с динамической стабилизацией состояний может стать ключевым шагом в создании масштабируемых квантовых процессоров.
Марина Бастракова, соавтор исследования, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ННГУ
В ходе экспериментов физики обнаружили ранее неизвестный эффект квантовой памяти, позволяющий «запирать» кубит на определённом энергетическом уровне с помощью электрического поля. Эффект позволяет сохранять квантовое состояние частицы на время, превышающее характерное время жизни спинового состояния. Такой подход увеличивает время хранения квантовой информации.
Любая система стремится к минимуму энергии, частицы переходят на все более низкие уровни, поэтому зафиксировать нужные значения кубитов длительно почти невозможно, но нам это удалось. В переменном электрическом поле мы задержали кубит в нужном нам состоянии. За это время в квантовых приложениях можно успеть провести необходимые операции.
Денис Хомицкий, соавтор исследования, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ННГУ
Система реализована на основе арсенида галлия — полупроводникового материала с хорошо изученными свойствами. Это обеспечивает перспективы для масштабирования технологии и ее интеграции в различные квантовые устройства.
Нижегородские ученые продолжат исследовать эффект спиновой памяти, оптимизацию квантовых операций в гибридных спин-зарядовых кубитных регистрах и разработку методов коррекции квантовых ошибок, что необходимо для создания квантовых процессоров.
Читать далее:
Китай вывел на максимум экспериментальный ториевый реактор: США это не удалось
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Прорыв в квантовой физике: ученые впервые измерили состояние кота Шредингера
Иллюстрация на обложке: Изображение от starline на Freepik, лицензия