Новая стратегия помогает кубитам сохранять работоспособность

В статье для журнала Nature, сотрудники лаборатории MagLab (National High Magnetic Field Laboratory) Университета штата Флорида Дорса Комиджани (Dorsa Komijani) и Стивен Хилл (Stephen Hill) представили новый подход, позволяющий существенно уменьшить декогерентность в магнитных молекулах. Их открытие может ускорить разработку квантовых компьютеров.

Команда MagLab работала с молекулами оксида вольфрама, содержащими один магнитный ион элемента гольмия. Связанные с ним электроны могут вращаться по и против часовой стрелки, что даёт разные спиновые состояния — нули и единицы квантового бита (кубита).

Химики смогли синтезировать молекулы со специальными спиновыми состояниями, которые в магнитном поле становились иммунными к магнитным возмущениям. Такой оптимальный режим, позволяющий кубитам функционировать без помех, носит название ACT (Atomic Clock Transition) и используется для обеспечения высокой точности атомных часов. Благодаря ему, коллектив MagLab смог поддерживать когерентность своего гольмиевого кубита на протяжении 8,4 микросекунд — достаточно долго, чтобы иметь возможность выполнить полезные квантовые вычисления.

«Я знаю, что 8,4 мкс не выглядят впечатляюще, но для молекулярных магнитов это крупное достижение, это очень, очень долго, — заверил Комиджани. — Но важен не долгий период когерентности, а метод, который мы использовали, чтобы добиться этого».

Вся дальнейшая работа ложится на плечи химиков, которые должны модифицировать больше молекул, так, чтобы они могли обеспечить создание при определённых условиях оптимума когерентности для кубитов.