Эксперимент с сурьмой в роли «кошки Шрёдингера» открывает новые перспективы для квантовых технологий

Специалисты из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) успешно провели один из наиболее известных квантовых мысленных экспериментов в реальной жизни. Их работа предоставляет более надёжный метод выполнения квантовых вычислений и может помочь в решении проблемы исправления ошибок — одного из ключевых вызовов на пути к созданию полноценного квантового компьютера.

Под руководством профессора Андреа Морелло, команда учёных использовала атом сурьмы, который значительно сложнее стандартных кубитов — базовых единиц в квантовых вычислениях. «В нашем опыте «кошкой» выступает атом сурьмы. Этот тяжёлый атом обладает большим ядерным спином, который может ориентироваться восемью различными способами, а не только двумя», — объясняет ведущий автор исследования Си Юй, чья работа была опубликована в журнале Nature Physics.

Эта особенность имеет большое значение для создания квантовых компьютеров. Тогда как обычный кубит может находиться всего в двух состояниях (0 или 1), атом сурьмы предоставляет больше способов для защиты квантовой информации. «Как гласит известная поговорка, у кота девять жизней. Его нельзя уничтожить одной царапиной. Нашей метафорической «кошке» потребуется совершить семь последовательных ошибок, чтобы превратить «0» в «1»», — поясняет Юй.

Атом сурьмы размещён в кремниевом квантовом чипе, подобном тем, что применяются в компьютерах и мобильных устройствах, но адаптированном для работы с квантовым состоянием отдельного атома. Чип был создан доктором Даниэль Холмс из UNSW, а атом сурьмы был имплантирован специалистами Мельбурнского университета.

Значимость этого открытия заключается в том, что оно прокладывает путь к новому методу выполнения квантовых вычислений с повышенной устойчивостью к ошибкам. «Если возникает ошибка, мы незамедлительно её выявляем и исправляем до того, как произойдут другие», — подчёркивает профессор Морелло.

Источник: iXBT