Учёные значительно разошлись во взглядах на идеальный квантовый компьютер. За его основу предлагают брать сверхпроводящие кубиты, оптические ловушки и атомы (ионы) в различных условиях, а также ловушки для электронов в полупроводниках и не только. Всё это вместе и по отдельности серьёзно изучается свыше 20 лет, но идеального решения как не было, так и нет. Возможно, основой для идеального кубита станет охлаждённый до твёрдого состояния неон.
Источник изображения: Dafei Jin/Argonne National Laboratory
В свежей статье в журнале Nature группа специалистов под руководством Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США объявила о создании новой платформы для формирования кубитов (квантовых битов). За основу платформы учёные взяли чистый нейтральный газ неон, который охладили до твёрдого состояния. Нейтральность и чистота неона гарантировали высочайшую степень помехозащищённости кубита от внешних воздействий и, следовательно, его устойчивость — способность достаточно долго сохранять квантовые состояния.
В качестве собственно кубита учёные использовали электрон. Электрон испускался обычной нитью лампочки накаливания при нагреве и попадал на поверхность охлаждённого неона, где захватывался в ловушку. На изображении выше вольфрамовая нить испускает электроны, которые захватываются (красным) охлаждённым до твёрдого состояния неоном. Схема управляется сверхпроводяшей цепью под кубиком неона. Синим показано квантовое состояние электрона на поверхности неона (волновая функция в представлении художника).
В серии опытов учёные показали, что одиночный электрон на твёрдом неоне достаточно долго сохранял состояние суперпозиции — время когерентности оказалось сравнимо с теми вариантами кубитов, которые находятся в разработке свыше 20 лет. Иными словами, новая платформа на старте показала себя очень и очень перспективной. Другой вопрос: станет ли она основой для идеальных кубитов? На это учёные будут искать ответ в новых исследованиях.