Учёные из Мельбурнского университета и Университетского колледжа Лондона разработали «первый рабочий квантовый бит на основе одного атома кремния». Путём измерения и управления спином электрона, связанного с атомом фосфора, вписанным, в свою очередь, в кремниевый чип, учёные смогли провести операции чтения и записи данных, сформировав кубит — основной блок данных в квантовых вычислениях. Команда использовала кремниевый транзистор, реагирующий на спин, когда его ориентация считывается как положение «вверх»: когда электрон находится в транзисторе, можно произвольно менять его спин, записывая информацию и контролируя кубит. В конечном счёте, такие эксперименты должны привести к революции в вычислениях — реализации массива из кубитов или квантового компьютера.
“Впервые мы продемонстрировали, что действительно можем манипулировать спином, чтобы сформировать квантовый бит информации – т.н. “кубит”, основную единицу данных квантового компьютера, – говорит профессор Эндрю Джурак. – Это действительно ключевой шаг к реализации кремниевых квантовых компьютеров на основе отдельных атомов”.
Доктор Андреа Морелло и профессор Джурак принадлежат к школе электротехники и коммуникаций Университета Нового Южного Уэльса (UNSW). Она включает в себя исследователей из Университета Мельбурна и Университетского колледжа Лондона.
Доктор Морелло говорит, что квантовые компьютеры обещают решить сложнейшие проблемы, с которыми не способны совладать даже мощнейшие компьютеры современности. Они включают в себя такие вопросы, как взлом современных кодов шифрования, поиск в базах данных, моделирование биологических молекул и лекарств.
Новое открытие вытекает из исследования 2010 года, когда та же группа ученых продемонстрировала умение считывать состояние спина электрона. Нынешняя возможность записать обратно спиновое состояние – второй необходимый этап для работы квантового бита. Ученые сумели изолировать отдельный электрон, научились измерять его состояние и управлять им. Все эти сложные действия выполнялись при помощи устройства, очень похожего на современный компьютерный кремниевый чип.
Новая многообещающая технология изготовления квантовых устройств на основе кремния не слишком отличается от уже известных, и это большое преимущество. Кремний хорошо прижился в промышленности, используется в миллионах современных устройств, и его свойства прекрасно изучены.
Следующей целью команды является объединение квантовых битов в логический вентиль – базовый вычислительный блок квантового компьютера,сообщает rnd.cnews.ru
