Революция в условиях лаборатории
Эксперты НИТУ «МИСиС» с партнерами из Швеции, Венгрии и США разработали технологию получения стабильных полупроводниковых кубитов! В отличие от большинства аналогов, они эффективно функционируют при обычной комнатной температуре. Это открывает яркие перспективы для квантовых компьютеров будущего, свободных от сверхдорогого охлаждения. Важно, что полезные разработки доступны уже сейчас — для производства сверхточных магнитометров, высокочувствительных сенсоров биоячеек и передовых систем квантовой связи.
Кубиты: основа квантового скачка
Кубит — фундаментальный кирпичик хранения данных в квантовых вычислителях. Хотя полноценные квантовые компьютеры все еще в стадии разработки, их феноменальная мощь будущего не вызывает сомнений. Примечательно, что ключевые квантовые технологии уже реализованы: например, при создании линий связи с превосходной защищенностью.
Вызовы температуры и стабильности
Главным вызовом остается хрупкость кубитов и их требовательность к криогенным условиям работы. Самые распространенные системы используют сверхпроводники или изолированные атомы, нуждающиеся в непрерывном охлаждении до сверхнизких температур. Альтернативой выступают полупроводники: успешны кубиты на дефектах кристаллов алмаза, функционирующих в обычных условиях.
SiC: доступный ответ на вызовы
Команда НИТУ «МИСиС» и Линчёпингского университета при содействии международных коллег нашла идею: стабильные кубиты проще и выгоднее создавать из карбида кремния (SiC)! Ранее SiC рассматривали как перспективу, однако эксплуатация кубитов боролась с нестабильной работой при комнатных условиях. Ученым удалось установить ключ к надежности.
Решение найдено в структуре кристалла
«Формируя кубит через лазерное возбуждение дефекта, фиксируется его люминесценция, — комментирует профессор НИТУ «МИСиС» и Линчёпингского университета Игорь Абрикосов. — Для карбида кремния при комнатной температуре наблюдаются только два из шести возможных сигналов люминесценции (PL5, PL6). Основной причиной стало появление устойчивого дефекта — особого смещенного слоя атомов ("дефект упаковки") возле вакансий».
Приглашение для инноваций
Теперь, с пониманием ключевой структурной особенности, стабильные кубиты SiC можно проектировать! Например, послойно осаждая материал. Это раскрывает двери для создания высокопроизводительных, удобных квантовых компьютеров будущего. А продвинутые магнитометры, биосенсоры и элементы квантового интернета — полезные возможности открываются уже сегодня!
Источник: scientificrussia.ru
