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.