Квантовый компьютер: создан первый рабочий квантовый бит

Исследовательская группа под руководством австралийских инженеров создала первый рабочий квантовый бит на основе одного атома кремния, тем самым открывая путь к сверхмощным квантовым компьютерам, сообщает «SciencePlanet.ru».

В своей статье, опубликованной 19-го сентября 2012-го года в журнале «Nature», группа описывает, как она смогла прочитать и написать информацию с помощью спина, или магнитного электрона, связанного с одним атомом фосфора и встроенного в кремниевый чип.

«Впервые мы продемонстрировали способность представлять и манипулировать данными благодаря спину, чтобы сформировать квантовый бит, или «кубит» - основная единица данных в квантовом компьютере», - говорит профессор Эндрю Скиентиа Дзурак. «Это невероятно значимое продвижение к реализации кремниевых квантовых компьютеров, основанных на отдельных атомах».

Исследовательскую команду возглавляли доктор Андреа Морелло и профессор Дзурак из «UNSW School of Electrical Engineering and Telecommunications». Также в команду входили исследователи из «Мельбурнского университета» (University of Melbourne) и «Университетского колледжа Лондона» (University College London - UCL).

«Это замечательное научное достижение, которым руководила природа на самом фундаментальном уровне, имеет глубокие последствия для квантовых вычислений», - говорит Дзурак.

Доктор Морелло говорит, что квантовые компьютеры смогут решить самые сложные задачи, которые в настоящее время не под силу даже самым мощным в мире суперкомпьютерам: «Эти задачи включают в себя большие объёмы проблемных данных, таких как взламывание современных кодов шифрования, поиск баз данных и моделирование биологических молекул и лекарственных медикаментов».

Новое открытие вытекает из исследования, проведённого в 2010-ом году, которое также было опубликовано в журнале «Nature». В том исследовании группа «UNSW» продемонстрировала умение считывать спиновое состояние электрона. В настоящее время, открытие касающееся умения писать спиновое состояние завершает два этапа, необходимого для работы квантового бита.

Новый результат был достигнут с помощью СВЧ поля, чтобы получить беспрецедентный контроль над электроном связанным с одним атомом фосфора, который был имплантирован рядом со специально разработанными кремниевыми транзисторами. Особая благодарность была выражена возглавлявшему команду профессору Дэвиду Джеймисону из «University of Melbourne's School of Physics», за имплантацию атомов фосфора в кремниевые устройства.

«UNSW» аспирант Джеррид Пла, ведущий автор исследования, говорит: «Мы смогли изолировать, измерять и контролировать электрон, принадлежащий к одному атому, а всё благодаря новому разработанному устройству, которое очень похоже на повседневную кремниевую компьютерную микросхему».

Как отмечает доктор Морелло: «Этот квант эквивалентен кнопки на ваших клавиатурах. Ни с одним материалом не доводилось достигать таких грандиозных успехов, нежели с кремнием - материал, который имеет преимущество, так как хорошо понятен с научной точки зрения и очень хорошо принят промышленностью. Наша технология является той же, которая уже используются в бесчисленных повседневных электронных устройствах».

Следующей целью команды является объединение пар квантовых битов для создания двух кубитного логического вентиля - базовый блок обработки для квантового компьютера.