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

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка