Ядро атома сурми містить вісім окремих квантових станів, які можна використовувати для кодування квантових даних.

Вчені з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW, Австралія) використовували чотири різні способи зберігання даних на одному атомі, щоб підвищити потужність квантового комп’ютера. Вони впевнені, що їхній метод допоможе зробити квантові системи потужнішими і спростить управління ними, передає Nature Communications.

Класичні комп’ютери можуть обробляти і зберігати інформацію у вигляді 0 або 1, а квантові комп’ютери можуть зберігати інформацію завдяки тому, що квантові біти (кубіти) здатні набувати значення і 0, і 1 одночасно. Така здатність називається суперпозицією. Це дає квантовим системам експоненціально більшу потужність у міру додавання кубітів, даючи їм змогу робити обчислення, які занадто складні для звичайних машин. Проблема в тому, що маніпулювати цими кубітами непросто, особливо коли їхня кількість у межах однієї системи збільшується. Але вченим вдалося записати дані в кубіт, — тобто в один атом, — чотирма різними способами.

За основу вони взяли атом сурма та імплантували його в кремнієвий чип, де він замінив один з атомів кремнію. Цю речовину було обрано, тому що ядро його атома вже містить вісім окремих квантових станів, які можна використовувати для кодування квантових даних. Крім того, у нього є електрон, який містить два квантові стани, що подвоює їхню загальну кількість в атомі сурми до 16-ти.

Команді розробників вдалося маніпулювати даними, занесеними в атом, використовуючи чотири різні методи. Електроном можна було керувати за допомогою магнітного резонансу, — методу, який використовується в апаратах МРТ. Магнітне поле, що коливається, дало можливість керувати обертанням ядра. Керували ядром і за допомогою електричного поля. Також застосували технологію під назвою «кубіти-тригери», яка дала змогу керувати ядром і електроном, що перебували в опозиції один до одного, за допомогою електричного поля.

Дослідники стверджують, що їхнє відкриття допоможе зробити квантові комп’ютери «щільнішими», помістивши якомога більше кубітів у невеликий простір. Вони планують використовувати атоми сурми для кодування логічних кубітів, що може сприяти створенню більш практичних квантових комп’ютерів.

Источник: focus.ua