Ученые нашли путь к созданию кубитов с рекордной устойчивостью
Ученые обнаружили основу для кубитов с чрезвычайно высокой устойчивостью к помехам. В эксперименте когерентность кандидатов в кубиты превысила 10 секунд, что в два раза больше, чем в случае недавнего рекорда в Аргоннской национальной лаборатории. Возможность сохранять устойчивость квантовых состояний в течение многих секунд означает, что квантовые вычисления можно будет выполнять по сложным алгоритмам - это поможет взламывать шифры и не только.
Открытие сделала группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT). Теоретически и практически известно, что в ряде многих физических явлений лежат групповые и, в частности, парные взаимодействия элементарных частиц. Например, за явление сверхпроводимости ответственны так называемые куперовские пары, представляющие собой коррелированные пары электронов. Ученые из MIT в ходе изучения поведения пар изотопов калия-40 выяснили, что они при определенных условиях могут находиться в колебательном состоянии суперпозиции. И это состояние сохранялось более 10 секунд - немыслимо большое по современным меркам практических квантовых систем время.
Эффект был обнаружен, когда изотопы охладили до температуры 100 нанокельвинов (-273 °C) и поместили в оптическую решетку, созданную системой лазеров. Выяснилось, что пойманные в оптические ловушки пары частиц (фермионов) двигались синхронно, как если бы они были единой молекулой. При этом в колебаниях проявлялся эффект суперпозиции - они были как встречные, так и одновременно в разные стороны.
По мнению ученых, подобное проявление квантовых свойств - это прямой путь к рекордно устойчивым к помехам кубитам. "Общее и относительное движение каждой пары реализует надежный кубит, защищенный обменной симметрией", - говорится в статье в издании Nature. Впрочем, как этот кубит реализовать для организации вычислений ученые пока не знают, но намерены изучить данный вопрос.
