Кубиты будут хранить данные в 10 000 раз дольше, чем ранее

Квантовые биты, или кубиты, теперь могут хранить квантовую информацию намного дольше благодаря усилиям международной исследовательской группы. Исследователи увеличили время удерживания, или время когерентности, до 10 миллисекунд - в 10000 раз больше, чем предыдущий рекорд, - объединив орбитальное движение и вращение внутри атома. Такое усиление удержания информации имеет серьезные последствия для развития информационных технологий, поскольку более длительное время когерентности делает спин-орбитальные кубиты идеальным кандидатом для создания больших квантовых компьютеров.

«Мы определили спин-орбитальный кубит, используя заряженную частицу, которая выглядит как дырка, захваченная атомом примеси в кристалле кремния, - сказал ведущий автор д-р Такаши Кобаяши (Takashi Kobayashi), научный сотрудник Сиднейского университета Нового Южного Уэльса и доцент в Университете Тохоку. - Орбитальное движение и вращение дырки тесно связаны и заблокированы вместе. Это напоминает пару зацепляющихся шестерен, в которых круговое движение и вращение сцеплены вместе».

Кубиты были закодированы с помощью орбитального движения заряженной частицы, что дает различные преимущества, которые очень востребованы при создании квантовых компьютеров. Чтобы использовать преимущества кубитов, д-р Кобаяши и его команда специально использовали экзотическую «дырку» для заряженных частиц в кремнии, чтобы определить кубит, поскольку орбитальное движение и вращение дырок в кремнии связаны вместе.

По словам д-ра Кобаяши, спин-орбитальные кубиты, закодированные дырками, особенно чувствительны к электрическим полям, что обеспечивает более быстрое управление и способствует увеличению масштабов квантовых компьютеров. Однако на кубиты влияет электрический шум, что ограничивает время их когерентности.

«Мы разработали чувствительность к электрическому полю нашего спин-орбитального кубита, растягивая кристалл кремния, как резиновую ленту, - сказал д-р Кобаяши. - Эта механическая инженерия спин-орбитального кубита позволяет нам значительно увеличить время его когерентности, сохраняя при этом умеренную электрическую чувствительность для управления спин-орбитальным кубитом».

«Эти результаты открывают путь для разработки новых искусственных квантовых систем и улучшения функциональности и масштабируемости спиновых квантовых технологий», - сказал д-р Кобаяши.