Благодаря усилиям научной группы, в которую входили ученые из разных стран и научных учреждений, была разработана технология, позволяющая квантовым битам или кубитам хранить квантовую информацию намного дольше, чем это было возможно ранее. С этой технологией время удержания информации составило 10 миллисекунд, что в 10 тысяч раз дольше времени предыдущего «рекорда», а ключевым моментом новой технологии является объединение спин-вращения и орбитального вращения атома, помещенного в специальные условия. Такое кардинальное повышение времени хранения информации имеет самые серьезные последствия для области квантовых информационных технологий, а кубиты нового типа станут одним из идеальных кандидатов для создания полноценных крупномасштабных квантовых компьютеров.
«Мы создали кубит с орбитальным вращением при помощи заряженной квазичастицы, известной под название электронной дырки. Эта частица выступила в роли ловушки для атома примеси, бора, включенного в кристаллическую решетку кремния» — пишут исследователи, — «В таких условиях спин и орбитальное вращение сильно взаимосвязаны друг с другом, что обеспечивает их стабильность на протяжении достаточно длительного времени».
Получившиеся спин-орбитальные вращающиеся кубиты весьма чувствительны к электрическим полям, что, по словам ученых, позволяет достаточно легко их контролировать и управлять их квантовым состоянием. Однако, высокая чувствительность означает, что кубит также будет реагировать на посторонние электромагнитные шумы, что и ограничивает время хранения информации. В данном случае ученым удалось понизить чувствительность кубитов к шумам, оставив при этом общий уровень чувствительности достаточным для реализации технологий электрического контроля и управления. Это было достигнуто за счет специальной деформации кристалла кремния, который был немного растянут, словно резинка.
«Полученные нами результаты открывают путь к построению квантовых вычислительных систем нового типа, имеющих улучшенную функциональность и способных масштабироваться до любого уровня» — так завершают ученые свою статью, опубликованную в журнале «Nature Materials».
Источник: