Как стабилизировать квантовый компьютер с помощью "темного состояния"?

Исследователи Рочестерского университета совершили прорыв в квантовых вычислениях, впервые экспериментально доказав существование ядерно-спинового темного состояния. Это открытие может решить одну из главных проблем квантовых компьютеров – их крайнюю нестабильность.
Как стабилизировать квантовый компьютер с помощью "темного состояния"?
Изображение носит иллюстративный характер

Квантовые компьютеры обладают потенциалом выполнять сложнейшие вычисления, недоступные традиционным компьютерам. Однако их квантовые состояния очень хрупки и легко нарушаются под воздействием внешних помех, что существенно ограничивает их практическое применение.

Команда под руководством Джона Никола, доцента кафедры физики и астрономии Рочестерского университета, использовала квантовые точки – крошечные полупроводниковые частицы, способные захватывать отдельные электроны. В этих структурах спин электронов используется для хранения информации.

Ядерно-спиновое темное состояние представляет собой особое квантовое состояние, при котором ядро атома становится «невидимым» для внешнего мира. Это происходит, когда спины атомных ядер синхронизируются таким образом, что перестают мешать спину электрона. Исследователи сравнивают это с оркестром и солистом: когда оркестр (ядерные спины) играет синхронно, солист (спин электрона) может выступать без помех.

Для создания темного состояния ученые применили метод динамической ядерной поляризации, позволивший выровнять ядерные спины. Прямые измерения показали значительное снижение взаимодействия между спинами электронов и ядер.

Особенно важно, что открытие сделано в кремнии – материале, широко используемом в современной электронике. Это открывает путь к интеграции ядерно-спиновых темных состояний в будущие квантовые устройства.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Physics, имеют широкие практические перспективы. Стабильность темных состояний может улучшить квантовые вычисления, квантовую память и квантовые датчики. Это приведет к созданию более точных систем медицинской визуализации и навигационных технологий.

«Подтверждение существования темного состояния и его свойств не только подтверждает десятилетия теоретических предсказаний, но и открывает путь к разработке более совершенных квантовых систем», – отмечает Джон Никол. Благодаря снижению шума квантовые устройства смогут хранить информацию дольше и выполнять вычисления с большей точностью.


Новое на сайте

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка