Фото: dzen.ru

Science: раздробленный электрон поможет создать прецизионный квантовый компьютер

В журналах Nature и Science научные специалисты из Университета Вашингтона сообщают об открытии перспективных топологических кубитов — энионов. Информацией об этом делится 3DNews.

Отмечается, что новое открытие может иметь большое значение для развития топологических квантовых компьютеров, которые были предложены российским физиком Алексеем Китаевым. До сих пор практическая реализация этих идей казалась сложной, но новые результаты находятся на пути к преодолению этой проблемы.

Топологические квантовые компьютеры основаны на использовании топологических кубитов, которые отличаются от обычных кубитов высокой устойчивостью к внешним возмущениям. Это означает, что даже при большом количестве кубитов в системе, квантовая система сохранит свою стабильность и отказоустойчивость. Алексей Китаев предложил использовать двумерные топологические фазы с анионами, где в качестве топологических кубитов наблюдается дробный квантовый эффект Холла (FQAH).

Однако практическая реализация этих идей пока не достигнута. Проблема заключается в том, что полупроводниковые структуры, в которых наблюдается квантовый эффект Холла, не обладают необходимым качеством. Разработка таких структур требует значительных усилий и пока находится на ранней стадии развития.

Недавнее исследование американских ученых представляет собой значительный прогресс в этой области. Они обнаружили надежные признаки дробного эффекта Холла, который является ключевым элементом для отказоустойчивых кубитов. Они добились этого в ходе эксперимента с использованием двух «чешуек» из теллурида молибдена (MoTe2). Пластины были слегка повернуты относительно друг друга, чтобы создать муаровую структуру. В результате была получена экзотическая форма материи с особыми свойствами.

Важным моментом стало обнаружение магнетизма в новой структуре без внешнего магнитного поля. Традиционно для возникновения квантового эффекта Холла требуется сильное магнитное поле, что ограничивает практическое использование этого явления. В новой структуре, однако, внутренний магнетизм приводит к дробным явлениям Холла и образованию энионов, представляющих собой «квазичастицы» со специфическими зарядовыми свойствами.

В будущем исследователи надеются открыть более экзотическую версию квазичастиц, называемых «неабелевыми» анионами, которые можно будет использовать в качестве топологических кубитов. Это открыло бы новые возможности для квантовых устройств. Плодородные квантовые состояния в этой системе могут стать лабораторией для разработки новых квантовых компьютеров.

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Entropy: мыслительная деятельность человека запущена на квантовом компьютере

359 Научными специалистами из Калифорнийского университета совместно с компанией IonQ запущена симуляция мыслительной деятельности человека …