Нові кубіти з напівпровідникових «дірок» краще підходять для квантових обчислювачів

«Дірки» - гіпотетичні елементарні частинки в напівпровідниках - можна використовувати як кубіти -

«Обчислювальні блоки» квантових комп'ютерів. Результати дослідження опублікував науковий журнал Nature Materials.

Два роки досліджень дозволили домогтисяквантових ефектів заплутаності і управління отворами в тонких шарах напівпровідникових з'єднань. Саме отвори реагують на більш слабкі магнітні поля, що дозволяє знизити шуми в квантових комп'ютерах і створити обчислювачі з великим числом кубітів.

Питанням використання в якості кубітів дірок -позитивно заряджених квазічастинок з зарядом, рівним заряду електрона - вчені займалися в проекті MaGnum (Majorana bound states in Ge / SiGe heterostructures), який завершений в березні 2021 року. Проект визнаний успішним, оскільки в ході лабораторних експериментів створені багатошарові тонкоплівкові структури з спінові кубитами з дірок.

Вчені з сполуки германію та кремнію створилипрактично двовимірну середу для обмеженого переміщення дірок. Зовнішні оболонки середовища (шару) були з кремнію, на якому виготовили затвори для управління дірками - фактично транзистори. Подача напруги на затвори генерувала електромагнітні поля в поєднанні. Поля змушували «дірки» в двовимірному шарі так чи інакше проявляти себе і взаємодіяти один з одним.

«Дірки» мають практично повним наборомквантово-механічних властивостей як у електрона. Вони так само несуть спин і взаємодіють один з одним при зближенні. Але для управління «дірками» потрібно всього 10 мТл напруженості магнітного поля. Примітно, що це в рази менше, ніж для управління електронами. Це вкрай критично для кріогенної спінтроніки, яка погано переносить сильні магнітні поля. Саме тому дірки стануть відмінними кандидатами в кубіти для квантових комп'ютерів на напівпровідниках.

Читати далі

Житель Туреччини випадково знайшов сліди невідомої цивілізації у дворі будинку

Дані із супутників-шпигунів допомогли з'ясувати причину танення льодовиків в Азії

Як в Мексиканській затоці спалахнув підводний пожежа і до чого це може привести