Физики нашли способ управления кубитом, повышающий скорость квантовых операций

НИЖНИЙ НОВГОРОД, 12 декабря. Физики ННГУ им. Н. И. Лобачевского разработали модель для новой схемы полупроводникового спинового кубита - одной из самых перспективных частиц для построения квантовых компьютеров. Ученые обнаружили закономерности, позволяющие настраивать ускорение квантовых операций и интегрировать их с другими вычислительными системами, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Предложенный учеными подход способен повысить скорость квантовых операций, снижая стоимость экспериментов. Спиновый кубит - частица, которая обеспечивает перенос информации за счет собственного магнитного момента (спина) под воздействием сильного магнитного поля. На математической модели ученые ННГУ вычислили условия, при которых частица ускоряется, перемещаясь между соседними квантовыми точками. Управляя амплитудой внешнего поля, можно ускорять вращение частицы", - говорится в сообщении.

Автор исследования, доцент кафедры теоретической физики физического факультета ННГУ Денис Хомицкий рассказал, что при разработке модели ученые обнаружили области управляющих параметров системы и полей, когда процесс переворота спина значительно ускоряется, если частица туннелирует из одной квантовой точки в другую, в том же блоке микросхемы. Эта вторая область служит своеобразным усилителем процесса переворота спина в периодическом электрическом поле.

Быстрые квантовые операции открывают путь к созданию эффективных и устойчивых к ошибкам схем квантовых вычислений. Метод позволяет гибко настраивать искусственные квантовые системы внешним полем без использования дополнительного оборудования и модификации их дизайн-схем. В перспективе это упростит экспериментальное наблюдение за поведением спинового кубита.

По словам заведующей научно-исследовательской лабораторией теории наноструктур Научно-исследовательского физико-технического института (НИФТИ) ННГУ Марины Бастраковой, новый подход послужит инструментом для обработки квантовой информации, изучения кубитных состояний и проведения быстрых и высокоточных квантовых операций.

Исследование проводилось специалистами кафедры теоретической физики физфака, лаборатории теории наноструктур НИФТИ, Института информационных технологий, математики и механики (ИИТММ) ННГУ по госзаданию Министерства науки и высшего образования РФ на грант "Квантовые структуры для квантовых технологий".