Физики представили платформу для кубитов: электроны на замороженном неоне

Американские исследователи объявили о создании новой платформы для кубитов на основе замороженного неона. Описание разработки опубликовано в журнале Nature.

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США и Университета штата Флорида создали кубит на основе одиночного электрона на замороженном при низких температурах неоне. 

Ученые использовали сверхпроводящий резонатор размером с микросхему, чтобы манипулировать захваченными электронами. Таким образом, информация может быть записана и считана с кубита. Эта технология понадобится при использовании такого кубита в квантовых компьютерах.

Исследователи отмечают, что одним из основных качеств кубитов является их способность оставаться в состоянии 0 или 1 одновременно в течение длительного времени. Это время называется «временем когерентности». Оно всегда ограничено, взаимодействиями кубита с окружающей средой. 

Неон — инертный газ, он не вступает в реакции с другими элементами. В замороженном виде поверхность этого газа представляет собой сверхчистую однородную поверхность. Поэтому время когерентности для новых кубитов существенно возрастает.

«Из-за этой инертности твердый неон может служить самым чистым твердым телом в вакууме для размещения и защиты любых кубитов от разрушения», — говорит Дафей Джин, соавтор исследования.

В предыдущих исследованиях в качестве среды для удержания электронов использовался жидкий гелий, отмечают исследователи. Этот материал, по словам разработчиков, было легко очистить от дефектов, но колебания свободной от жидкости поверхности нарушали состояние электрона и работу кубита.

Твердый неон, как отмечают физики, содержит минимальное количеством дефектов и не вибрирует, как жидкий гелий. Эксперименты, проведенные учеными, показали, что твердый неон обеспечивает для электрона надежную среду с очень низким электрическим шумом, который может его побеспокоить. Кроме того, время когерентности в квантовом состоянии новой разработки, как минимум не уступает современным кубитам, отмечают исследователи.