Новый вид кубитов: вместо магнитного интерферометра используется зарядовый

Новый вид кубитов: вместо магнитного интерферометра используется зарядовый

Когда квантовые компьютеры станут таким же обыденным явлением, какими в настоящее время являются электронно-вычислительные комплексы, основанные на использовании дискретной полупроводниковой техники, вряд ли кто-либо из авторитетных футурологов может спрогнозировать. Но начало квантовым вычислениям, базирующимся на использовании элементарных ячеек будущих квантовых компьютеров – кубитов, уже положено.


Небольшие системы кубитов уже сегодня используются для решения сложнейших задач, например, таких как моделирование химических соединений, процессов фотосинтеза. При этом с тем, каким быть кубиту, в смысле технического воплощения, еще нет полной ясности. До сих пор разработано несколько видов кубитов, отличающихся принципами работы и, соответственно, обладающими индивидуальными достоинствами и недостатками.

Наиболее совершенными на данный момент времени считаются кубиты на основе сверхпроводников, работающих в диапазоне радиоволн и использующих в качестве «рабочего объема» джозефсоновский переход, который состоит из двух сверхпроводников, отделенных друг от друга слоем диэлектрика, сквозь который происходит туннелирование электронов. Но вот недавно интернациональной группой ученых создан прототип нового вида кубита, реализованного на сверхпроводящей нанопроволоке со специальной конфигурацией. В группу исследователей вошли сотрудники НИТУ «МИСиС», Московского физико-технического института, Института физики твердого тела РАН, Института радиотехники и электроники РАН, Российского квантового центра, Лондонского университета, Национальной физической лаборатории Великобритании, Института фотонных технологий имени Лейбница (ФРГ) и Института технологий Карлсруэ (ФРГ). Даже простое перечисление этих уважаемых научных организаций дает представление о сложности выполненных изысканий.



Итак, по заявлению руководителя разработки Алексея Устинова (НИТУ «МИСиС»), российско-британско-германская группа ученых создала новый вид сверхпроводящего функционального элемента, по многим показателям схожим со сверхпроводящим квантовым интерферометром, известным как СКВИД (SQUID –  Superconducting Quantum Interference Device). «Традиционный» СКВИД – это сверхчувствительный магнитометр, реализованный на джозефсоновском переходе. Новый же «квазиСКВИД» реагирует не на магнитное поле, а на электрическое, которое изменяет заряд на островке-утолщении сплошной нанопроволоки.
Утолщение нанопроволоки играет роль, аналогичную джозефсоновскому разрыву-переходу. Но если в джозефсоновском переходе происходит туннелирование электронов, то принцип работы нового вида кубита основан на эффекте квантового проскальзывания фазы – контролируемого периодического разрушения и восстановления сверхпроводимости в нанопроволоке, которая в обычном состоянии имеет довольно высокое электрическое сопротивление.

По мнению изобретателей, новый кубит может уже сегодня применяться в качестве сверхчувствительного усилителя сигналов в радиотелескопах, а развитие технологии «локально утолщающейся нанопроволоки» может привести к созданию полного набора элементов сверхпроводящей электроники с «прицелом» на ее использование в квантовых компьютерах.

См. также:

Комментарии

Рекомендуйте нас в соцсетях!

Популярные сообщения из этого блога

Кофемашина Krups KP 1002 (1006/1009) Nescafe Dolce Gusto не качает воду. Ремонт своими руками!

Цены на услуги хакеров. Почем сегодня стоит взлом?