Нижегородские ученые презентовали разработку для квантовых технологий
Нижегородские физики сделали важный шаг в развитии квантовых технологий, разработав новый тип кубитов — базовых элементов квантовых вычислений — на основе искусственных атомов. Об этом сообщила пресс-служба Нижегородского государственного университета имени Лобачевского.
В отличие от классического бита, который может находиться только в двух состояниях (0 или 1), кубит способен существовать в состоянии суперпозиции, сочетая сразу оба значения. Это открывает принципиально новые возможности для вычислений, особенно в задачах, где классические компьютеры не справляются.
Команда ученых ННГУ впервые в России разработала теоретическую модель, позволяющую одновременно управлять двумя ключевыми характеристиками кубита: электрическим зарядом и спином (внутренним вращательным моментом частицы). Управление осуществляется с помощью электрического поля, что делает систему более гибкой и потенциально масштабируемой для создания полноценных квантовых процессоров.
"Реализация управляемых спин-зарядовых кубитов с динамической стабилизацией состояний может стать ключевым шагом в создании масштабируемых квантовых процессоров", — отметила соавтор исследования, доцент кафедры теоретической физики ННГУ Марина Бастракова.
Одним из важнейших результатов стало открытие эффекта спиновой памяти. Исследователи обнаружили, что при воздействии переменного электрического поля можно стабилизировать квантовое состояние кубита и удерживать его на заданном энергетическом уровне дольше, чем позволяет обычное время жизни спинового состояния. Это открытие может лечь в основу создания энергонезависимых элементов квантовой памяти — ключевого компонента будущих квантовых компьютеров.
"Любая система стремится к минимуму энергии, частицы переходят на все более низкие уровни, поэтому зафиксировать нужные значения кубитов длительно почти невозможно, но нам это удалось. В переменном электрическом поле мы задержали кубит в нужном нам состоянии. За это время в квантовых приложениях можно успеть провести необходимые операции", — пояснил один из авторов, доцент Денис Хомицкий.
Следующим этапом работы станет дальнейшее изучение эффекта спиновой памяти, оптимизация квантовых операций в гибридных кубитных регистрах и разработка методов коррекции квантовых ошибок. Эти исследования приближают создание полноценных квантовых процессоров, способных решать задачи, недоступные даже самым мощным классическим суперкомпьютерам.
Ранее сообщалось, что ученые ННГУ проверят работу мемристоров в условиях космоса.