Запутанные протоны на кремнии поднимут вычисления на новый уровень скорости

В ходе исследования, мотивированном потребностью в стабильных кубитах, группа учёных из Городского университета Нагои (NCU), Университета Тюо, Японского агентства атомной энергии и Организации исследования ускорителей высоких энергий недавно обнаружила запутанную пару протонов на поверхности нанокристаллического кремния.

Это новаторское исследование было опубликовано в свежем выпуске Physical Review B.

Профессор Такахиро Мацумото (Takahiro Matsumoto) из NCU подчеркнул важность сделанного открытия: «Запутывание протонов ранее наблюдалось в молекулярном водороде и играет важную роль в различных научных дисциплинах. Однако это запутанное состояние было найдено только в газовой или жидкой фазах. Теперь мы обнаружили квантовую запутанность на твёрдой поверхности, что может заложить основу для будущих квантовых технологий».

Моделируя поверхностные атомы как «гармонические осцилляторы» и используя методику, известную как «спектроскопия неупругого рассеяния нейтронов», учёные продемонстрировали антисимметрию протонов. Поскольку протоны были неразличимы, модель осциллятора ограничивала их возможные спиновые состояния, что приводило к сильной запутанности.

От запутывания протонов в молекулярном водороде она отличалась огромным перепадом энергий между состояниями, что обеспечивало её долговечность и стабильность. Используя запутывание протонов, учёные также теоретически продемонстрировали каскадный переход запутанных пар терагерцевых фотонов.

Сближение протонных кубитов с современной кремниевой технологией может привести к органическому объединению классических и квантовых вычислительных платформ, что позволит задействовать гораздо большее количество кубитов (106), чем доступно в настоящее время (102), обеспечив сверхбыструю обработку для новых суперкомпьютерных приложений.

«Это может изменить правила игры в квантовых вычислениях по отношению к хранению, обработке и передаче данных, и даже привести к смене парадигмы в фармацевтике, безопасности данных и многих других областях», — так оптимистично подытожил сказанное профессор Мацумото.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365