Александър Бураса (вляво) и Крис Андерсън до своите инструменти за

Александър Бураса (вляво) и Крис Андерсън до своите принадлежности за квантово премерване
(снимка: Cyrus Zeledon / UChicago)

За развиването на квантовите калкулации ще са нужни квантови аналози на оперативната памет и твърдите дискове. Някои данни би трябвало да се съхраняват за релативно малко време, до момента в който други – за доста, доста дълго време. И в случай че с „ късото ” предпазване всичко е повече или по-малко ясно, то са налице съществени компликации с дълготрайното предпазване на квантовите положения (кубити). Ново проучване на Чикагския университет дава обещание да се оправи с това предизвикателство.

Учените са провели опит за основаване на следен субатомен детайл на квантова памет. Елементът е основан в полупроводник – силициев карбид. Атомните ядра на материала играят ролята на запаметяващ детайл, а ролята на ръководещ детайл извършва уловен от полупроводника електрон. След това същият електрон се заплита (свързва) с квантовата памет, което демонстрира опцията за следено основаване и дълготрайно задържане на кубити.

„ Полупроводниковите материали са структури на атомни ядра, удържани дружно посредством електронни връзки. Някои, само че не всички от тези ядра имат свойство, наречено „ спин ”, което им разрешава да се държат като дребни квантови магнити. Ядра, които имат спин, могат да се употребяват за шифроване [запис] на квантова информация ”, разясняват учените от Чикагския университет.

Художествено показване на заплитането на електрон (лилава сфера) с ядрото на атом
(илюстрация: Peter Allen / UChicago)

За да повлияят на ядрата на атомите на силициевия карбид, учените са приложили способи, които се употребяват при ядрено-магнитен резонанс (ЯМР), само че са заменили обемната магнитна камера единствено с един електрон. Така откривателите се снабдяват с инструмент, с който могат да управляват положението на обособена група ядра. Ядрените спинове са доста постоянни и могат да поддържат кохерентност в продължение на часове, което на процедура е цяла безкрайност за квантовите калкулации.

Учените имат вяра, че „ могат да разработят материали, които ще имат десетки висококачествени квантови запаметяващи устройства на повърхност, по-малка от един транзистор в актуалните интегрални схеми ”. Някои от тези устройства за предпазване ще служат като памет за оперативни калкулации, до момента в който други ще станат основа за дълготрайно предпазване на квантова информация.