МИСиС: квантовые компьютеры смогут работать при комнатной температуре

Найден способ создавать стабильные кубиты (мельчайшие элементы квантовых компьютеров), которые бы работали при комнатной температуре, сообщили в Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» 6 марта на своем сайте.

Исследования проводили специалисты из «МИСиС» совместно с коллегами из Швеции, Венгрии и США. Итогом стали стабильные полупроводниковые кубиты из карбида кремния (SiC). Ранее уже было известно, что карбид кремния перспективен для создания кубитов, однако прежние опытные образцы при комнатной температуре быстро приходили в негодность.

В ходе новых исследований ученые выявили специфическую комбинацию дефектов в кристаллической решетке карбида кремния, которая позволяет кубитам, созданным на ней, испускать фотоны при комнатной температуре. Дефектом в данном случае называется незанятая позиция в кристаллической решетке, подобное состояние вещества возникает, например, при замещении атома углерода C атомом азота N в кристаллической решетке алмаза.

Научный руководитель лаборатории «Моделирование и разработка новых материалов» НИТУ «МИСиС» профессор Игорь Абрикосов подчеркнул, что специфический дефект карбида кремния состоит в том, что «вблизи двух вакантных позиций в материале появляется один „смещенный“ слой атомов, называемый дефектом упаковки».

Отметим, обыкновенно кубиты для квантовых компьютеров создаются при температуре, близкой к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия), а при ее увеличении они ведут себя крайне нестабильно. Однако создание и поддержание такой температуры — затратный процесс, поэтому во всем мире до сих пор реализованы только простейшие квантовые системы, которые могут выполнять ряд фиксированных алгоритмов. А полноценный квантовый компьютер — пока лишь гипотетическая разработка. Однако задействуемые в таком компьютере квантовые эффекты позволят решать определенные вычислительные задачи существенно быстрее стандартных ЭВМ.