Российские физики создали новый тип кубитов для развития квантовых технологий

Учёные из Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Лобачевского разработали новый вид кубитов на базе искусственных атомов. Новинка открывает возможности для продвижения отечественных технологий в микроэлектронике и спинтронике. Разработка позволяет создавать полупроводниковые платформы для квантовых вычислений, где кубиты способны надежно кодировать и обрабатывать квантовую информацию.

Исследователи впервые в России определили условия, при которых можно одновременно контролировать два ключевых параметра кубита: заряд и спин. Такой подход способствует созданию более устойчивых и легко управляемых квантовых устройств. Работа выполнена коллективом физического факультета университета при государственной поддержке.

Управление зарядом и направлением вращения кубита осуществлялось за счёт электрического поля, что позволяет разрабатывать сложные и компактные квантовые системы. Разработка гибридных кубитов в полупроводниковых гетероструктурах занимает важное место в развитии российской наноэлектроники. Введение контролируемых спин-зарядовых кубитов с возможностью динамической стабилизации становится значимым шагом к созданию масштабируемых квантовых процессоров.

Также в ходе исследований открыт ранее неизвестный эффект спиновой памяти в гибридных кубитах. Контролируя состояние квантовых частиц с помощью электрического поля, учёные смогли удержать кубит на выбранном энергетическом уровне, что увеличивает время сохранения его квантового состояния. Данный эффект открывает перспективы для создания энергонезависимых и электрически управляемых элементов квантовой памяти.

Система построена с использованием арсенида галия, который является распространённым и хорошо изученным полупроводником. Благодаря этому подходу возможно дальнейшее масштабирование и интеграция технологии в различные виды квантовых устройств.

В ближайших планах группы исследователей — дальнейшее изучение спиновой памяти, оптимизация работы гибридных спин-зарядовых кубитных регистров, а также разработка методов коррекции квантовых ошибок. Эти задачи важны для запуска квантовых процессоров, пишет ТАСС.