Квантовый компьютерный чип из атомов фосфора в кремнии создан в Австралии
Москва, 18:51, 16 Июл 2018, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Австралийские ученые достигли нового рубежа в создании квантового компьютерного чипа в кремнии, демонстрируя способность настраивать управляющую частоту кубита, создавая свою атомную конфигурацию. Работа была опубликована в Science Advances.
Команда исследователей из CQC2T в Сиднее успешно реализовала стратегию атомной энергетики для индивидуальной адресации близко расположенных спиновых кубитов в кремнии.
Исследователи построили два кубита — одну инженерную молекулу, состоящую из двух атомов фосфора с одним электроном, а другой — с одним атомом фосфора с одним электроном — и разместили их на расстоянии 16 нанометров в кремниевом чипе.
Путем формирования микроволновой радиосети над кубитами с точным выравниванием, кубиты подвергались воздействию частот около 40 ГГц. Результаты показали, что при изменении частоты сигнала, используемого для управления спином электрона, одиночный атом имел резко различную управляющую частоту по сравнению с электронным спином в молекуле двух атомов фосфора.
Исследователи тесно сотрудничали с экспертами в Университете Пердью, которые использовали мощные вычислительные инструменты для моделирования атомных взаимодействий и понимали, как положение атомов влияет на управляющие частоты каждого электрона, даже сдвигая атомы всего на один нанометр.
«Индивидуальная адресация каждого кубита, когда они так близки, бросает вызов», — говорит профессор Мишель Симмонс, директор CQC2T и соавтор статьи.
«Исследование подтверждает способность настраивать соседние кубиты в резонанс, не влияя друг на друга».
Создание модифицированных молекул фосфора с различным разделением атомов внутри молекулы позволяет строить семейства кубитов с различными контрольными частотами. Каждая молекула может управляться индивидуально, выбирая частоту, которая контролирует ее электронный спин.
«Мы можем настраиваться на ту или иную молекулу, что немного напоминает настройку на разные радиостанции», — говорит Сэм Хейл, ведущий соавтор статьи.
«Она создает встроенный адрес, который обеспечит значительные преимущества для построения кремниевого квантового компьютера».
Настройка и индивидуальное управление кубитами в рамках системы с 2 кубитами является предвестником демонстрации запутанных состояний, которые необходимы для функционирования квантового компьютера и выполнения сложных вычислений.
Эти результаты показывают, как команда, возглавляемая профессором Симмонсом, создала свой уникальный австралийский подход для создания квантовых бит из точно расположенных отдельных атомов в кремнии.
При разработке атомного размещения атомов внутри кубитов в кремниевой микросхеме молекулы могут быть созданы с различными резонансными частотами. Это означает, что управление спином одного кубита не повлияет на спин соседнего кубита, что приведет к меньшему числу ошибок — существенному требованию для разработки полномасштабного квантового компьютера.
«Способность программировать количество атомов в кубитах обеспечивает способ избирательной адресации одного кубита от другого, что приводит к снижению частоты ошибок, хотя они настолько близко расположены», — говорит профессор Симмонс.
«Эти результаты подчеркивают текущие преимущества атомных кубитов в кремнии».
Этот прогресс в управлении спином следует из недавних исследований команды австралийских ученых по контролируемым взаимодействиям между двумя кубитами.
