Дефекты 2D-материалов станут стимулом развития квантовых вычислений

Для создания квантовых компьютеров или квантовых сенсоров требуются материалы, которые полностью отличаются от использовавшихся в классической электронике. Эти новые материалы должны совмещать в себе казалось бы взаимоисключающие качества, например, хорошую доступность квантовых битов (кубитов) и их максимальную защищённость от воздействий окружающей среды. Наиболее многообещающими в этом отношении считаются так называемые двумерные (2D) материалы, которые состоят всего из одного слоя атомов.

Исследователям из нового Центра прикладных квантовых технологий и 3-го Института физики Штутгартского университета удалось найти подход к идентификации перспективных кубитов в таких материалах.

В статье, опубликованной 6 мая в журнале Nature Materials, они смогли показать, что изолированные дефекты, внедрённые в гексагональный нитрид бора (h-BN), демонстрируют регистрируемой оптическим путём магнитный резонанс. Таким образом, квантовые биты на основе этих спиновых дефектов могут генерироваться, считываться и согласованно управляться с высокой надёжностью.

«Конечно, предстоит пройти долгий путь, прежде чем такие квантовые биты можно будет использовать, — отметил руководитель исследования и директор 3-го Института физики Штутгартского университета, профессор Йорг Врахтруп (Jörg Wrachtrup). — И тем не менее, свойства, обнаруженные учёными, настолько убедительны, что могут дать новый импульс развитию квантовых технологий».