Ученые из НИТУ «МИСиС» вместе с сотрудниками из Швеции, Венгрии и США отыскали метод образовывать размеренные полупроводниковые кубиты, работающие, в отличие от большинства имеющихся аналогов, при комнатной температуре.
Квантовый бит (кубит) — меньший элемент хранения инфы в квантовых системах, по аналогии с битом в традиционном персональном компьютере. Пока что сделаны исключительно прообразы квантового персонального компьютера, однако ученые едины во воззрении, что в грядущем таков комп будет владеть колоссальной вычислительной мощностью. При этом в ряде сфер квантовые технологии уже удачно используются: к примеру, для сотворения сверхзащищенных линий взаимосвязи.
Одна из главенствующих дилемм, стоящих перед учеными — непостоянность кубитов и очень жесткие температурные условия, требуемые для них работы. На нынешний денек более популярны кубиты на сверхпроводящих материалах либо на одиночных атомах в оптических ловушках. И 1-ые, и 2-ые есть исключительно при сверхнизких температурах, требуя колоссальных издержек на константное остывание системы. Многообещающим аналогом умеют предстать полупроводниковые материалы: к примеру, знаменито, что можно разработать кубит на точечном недостатке в кристаллической решетке алмаза. Недостаток появляется по причине замещения единого атома углерода C атомом азота N, и рядом с ним появляется недостаток — незанятая позиция в кристаллической решетке (V, вакансия). Знаменито, что таков кубит будет ишачить при комнатной температуре.
Ученые из НИТУ «МИСиС» и Линчёпингского вуза (Швеция), вместе с сотрудниками из Венгрии и США отыскали метод образовывать размеренные полупроводниковые кубиты из иного материала — карбида кремния (SiC), что существенно наиболее запросто и экономически прибыльно в сопоставлении с алмазом. Карбид кремния и до этого рассматривался а как многообещающий материал для сотворения кубитов, но в ряде всевозможных случаев этакие кубиты за один присест же «перегорали» при комнатной температуре. Задачей ученых существовало узнать, при какой же гибриды материала работа существовала бы размеренной.
«Для сотворения кубита на недостатке в кристаллической решетке недостаток возбуждают с внедрением лазера, и при испускании фотона таков недостаток начинает люминесцировать, то кушать сиять. При этом до этого существовало подтверждено, что при люминесценции карбида кремния наблюдаются 6 пиков, них именуют от PL1 перед началом PL6 соответственно. При комнатной температуре этакие кубиты сияли исключительно на пиках PL5 и PL6. Мы нашли, что это же получается вследствие специфичному недостатку, когда поблизости 2-ух свободных позиций в материале возникает один «смещенный» слой атомов, именуемый недостатком упаковки», — комментирует доктор Игорь Абрикосов, д.ф.-м.н., научный управляющий лаборатории «Моделирование и технология новеньких материалов» НИТУ «МИСиС», заведующий отделом теоретической физики Колледжа физики, химии и биологии Линчёпингского вуза.
Сейчас, когда знаменито, какая конкретно структурная индивидуальность принудит кубиты из карбида кремния ишачить при комнатной температуре, ее можно образовывать искусственным методом — к примеру, осаждая слои материала из газовой фазы. Технология раскрывает новейшие перспективы в разработке квантового персонального компьютера, который бы размеренно ишачил при комнатной температуре; за исключением тамошнего, по словам ученых, уже вот сейчас ее можно использовать при разработке сверхточных магнитометров, детекторов для исследования {живых} клеток и новеньких технологий квантового веба. Статья размещена в Nature Communications.
Материал подготовлен пресс-службой НИТУ «МИСиС»
