| 0 |
|
В компьютерах будущего данные могут храниться в виде квантовых битов. Но как квантовый бит может быть реализован?
Команда исследователей из Германии, Франции и Швейцарии реализовала квантовые биты, сокращенно – кубиты, в новой форме. Однажды, они могут стать информационными блоками квантовых компьютеров.
На сегодняшний день исследователи реализовали кубиты в виде отдельных электронов. Однако это привело к помехам и трудностям при программировании и чтении носителей информации. Группа решила эту проблему за счет использования в качестве кубитов не электронов, а электронных дырок.
Статья была опубликована в журнале Nature Materials командой исследователей из Университета Рура в Бохуме (Ruhr-Universität Bochum), Базельского университета и Университета Лиона. Среди авторов были два исследователя из Бохума – д-р Андреас Вик (Andreas Wieck) и д-р Арне Людвиг (Arne Ludwig). Проект возглавил швейцарский исследователь д-р Рихард Варбуртон (Richard Warburton).
Для реализации кубитов на электронах их запирают в маленьком объеме полупроводника, в так называемой квантовой точке. Спин превращает электрон в маленький постоянный магнит. Исследователи способны манипулировать спином с помощью внешнего магнитного поля и инициировать прецессию. Направление спина используется для кодирования информации.
Проблема состоит в том, что ядерные спины окружающих атомов также создают магнитные поля, которые искажают внешнее магнитное поле случайным, непредсказуемым образом. Это, в свою очередь, препятствует программирования и чтения кубитов. Следовательно, команда искали другой метод: вместо блокировки отдельных электронов в квантовой точке, команда удаляла конкретные электроны. Таким образом, в электронной структуре генерировались положительно заряженные вакансии, так называемые электронные дырки.
Электронные дырки тоже имеют спин. Исследователи могут манипулировать им с помощью магнитного поля для того, чтобы кодировать информацию. Поскольку дырки положительно заряжены, они отталкиваются от ядер окружающих атомов, которые также положительно заряжены. Именно поэтому они практически не взаимодействуют со спином ядра.
«Это очень важно, если мы хотим в один прекрасный день изготавливать воспроизводимые компоненты, которые основаны на квантовых битах», - объясняет д-р Андреас Вик. Однако этот метод применим лишь при низких температурах, так как дырки более подвержены разрушающему влиянию тепла, чем электроны.
В Рурском университете исследователям удалось сгенерировать квантовые точки отличного качества. Эксперимент мог быть проведен благодаря конструкции структуры, разработанной д-ром Арне Людвигом из Базеля, а затем реализованной в отделе, возглавляемом д-ром Андреасом Виком. Это позволило исследователю использовать не только отдельные электроны в квантовых точках, но и электронные дырки. Саша Рене Валентин (Sascha René Valentin), аспирант из Бохума, использовал эту технику для целей настоящего исследования.
Аспирант Саша Рене Валентин использовал это оборудование для создания квантовых точек с электронными дырками
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
