Физики поставили революционные рекорды по эффективности кубитов

Одна группа ученых из Университета Нового Южного Уэльса создала кубит из квантовой точки, который назвала «искусственным атомом». Исследователи отмечают, что сделать это удалось при помощи устройства на основе кремния, очень похожего на распространенный в существующей электронике вид полевых транзисторов – МОП-структуру. Данный кубит достиг точности передачи информации в 99,6%.
 
Другая команда исследователей создала так называемый «естественный атом» — кубит из атома фосфора.  Причем в кубиты, по словам ученых, было превращено сразу два элемента этого атома – его ядро и электрон. Кубит, созданный из атомного ядра, достиг точности в 99,99%. Это означает, что вероятность ошибки при квантовой операции с таким кубитом составляет всего 1 к десяти тысячам.
 
Оба метода объединяет то, что кубиты в них были помещены на тонкий слой особого изотопа кремния. Кремний-28 обладает особенной, как выразились ученые, «чистотой»: в отличие от обычного, часто встречающегося в природе кремния, он полностью лишен магнитных свойств и не вмешивается в стабильность кубита.
 
Это позволяет достигать не только рекордной точности, но и вполне революционного времени удержания квантовой информации в кубите – более 35 секунд в случае кубита из ядра атома фосфора, что, по словам ученых, является «вечностью» по меркам квантового мира.
 
Важными эти рекорды можно назвать потому, что они являются прорывом на пути к созданию по-настоящему мощных квантовых компьютеров, намного превосходящих современные аналоги: для того, чтобы квантовый компьютер был действительно эффективным, вероятность ошибки при квантовой вычислительной операции не должна превышать 1 %. Обе разработанных учеными технологии создания кубитов имеют вероятность ошибки значительно ниже 1%, что делает эти кубиты наиболее перспективными кандидатами для использования в квантовых компьютерах.
 
Ученые даже заявили, что использоваться в одном и том же устройстве могут сразу два вида кубитов – и «естественный», и «искусственный атом».
 
Статьи первой и второй группы ученых были одновременно опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.