Одна из самых больших проблем в технологиях квантовых вычислений заключается в том, что квантовые биты, кубиты, для того, чтобы работать должным образом и сохранять свое квантовое состояние, должны быть охлаждены практически к температуре абсолютного нуля, температуре, царящей лишь в огромных объемах пустоты космического пространства. Однако, многочисленные группы ученых занимаются поисками технологий создания кубитов, которые будут способны оставаться в состоянии квантовой суперпозиции при нормальной температуре окружающей среды. И достаточно серьезного прорыва в этом направлении удалось добиться группе доктора Мухаммеда Чукайра (Mohammad Choucair) из Сиднейского университета (University of Sydney), которая работала совместно с их коллегами из Швейцарии и Германии.
Наиболее интересным в данном открытии является тот факт, что исходным материалом для производства «высокотемпературных» кубитов является обычный нафталин, вещество, используемое для предохранения одежды от моли. Ученые заметили, что при сжигании нафталина при определенных условиях в оставшемся пепле можно обнаружить углеродные наносферы правильной формы, ближайшие родственники фуллеренов. Эти наносферы, как и все другие необычные формы углерода, обладают целым рядом уникальных свойств, в том числе и квантовых.
Более того, извлеченные из нафталинового пепла углеродные наносферы достаточно легко интегрировать в кремниевые элементы чипа процессора будущего реального квантового компьютера. А над созданием этого компьютера уже сейчас работают специалисты сиднейского Центра квантовых вычислений и коммуникационных технологий (Centre for Quantum Computation and Communication Technology, CQC2T)
В своих экспериментах ученые использовали углеродные наносферы, диаметром 37±7 нанометров. Используя краткие импульсы переменного магнитного поля, ученые добились выравнивания спинов всех электронов атомов углерода и наблюдали за дальнейшим их поведением. Экспериментальные данные показали, что все электроны сохраняли свой спин (квантовое состояние) в течение 175 наносекунд при температуре окружающей среды в 300 градусов Кельвина. И этого времени уже достаточно для того, чтобы использовать этот «групповой» спин электронов в качестве квантового бита.
«Своим открытием мы сделали область практических квантовых вычислений ближе еще на один шаг» — рассказывает Мухаммед Чукайр, — «Однако этот шаг достаточно широк, и мы можем рассчитывать на появление первых образцов высокотемпературных квантовых вычислительных систем уже через несколько ближайших лет».
Источник:
