Пробив: квантови състояния могат да се създават и в обикновената електроника

Счита се, че квантовите състояния са прекалено чувствителни, за да се използват съвместно с „грубата“ електроника, която ежедневно използваме в лаптопите, автомобилите и телефоните. Но сега американски учени постигнаха значителен прогрес именно в това направление.

След няколко десетки години миниатюризацията на електронните компоненти се приближи до своя фундаментален предел. В търсене на изход от това положение учените и специалистите от целия свят се обърнаха към радикално нова парадигма: квантовите технологии. Сега изследователите от университета на Чикаго направиха пробив в тази насока: оказа се, че квантовите състояния могат да бъдат предизвиквани в обикновените електронни компоненти, изградени от силициев карбид (SiC).

„Възможността за създаване и управление на високопроизводителни квантови битове в комерсиалната електроника за нас бе голяма изненада“ – заяви ръководителят на проекта Дейвид Авшалом (David Awschalom). „Тези открития промениха нашата представа за квантовите технологии и не е изключено да намерим начин да използваме съвременната електроника за създаването на квантови устройства“.

В две научни статии групата на Авшалом демонстрира възможността за управление на квантовите състояния с помощта на електрически ток.

Новото откритие може сериозно да опрости проектирането и производството на квантова електроника. За провеждането на квантови експерименти вече няма да са необходими екзотични материали като свръхпроводящи метали, левитиращи атоми и изкуствени диапманти.

Квантовите състояния в силициевия карбид имат и допълнително преимущество – те излъчват фотони с честоти, близки до телекомуникационния диапазон. Тоест, те са подходящи за обмен на информация на дълги разстояния с помощта на стандартните оптични мрежи, които към днешен ден се използват за прехвърлянето на над 90% от всички цифрови данни на човечеството.

Освен това, тези фотони имат нови, поразителни и интересни свойства, когато се съчетават със сега съществуващата електроника.

Един от примерите за използването на новите свойства е създаденото от учените „квантово радио„, което дава възможност за изпращане на квантова информация на големи разстояния.

Известно е, че шумовете нарушават обмена на квантовата информация. Във своята втора научна статия специалистите описват решение на този проблем чрез създаването на базовия елемент на електрониката – диода, само че квантов, благодарение на който квантовият сигнал твърде изненадващо се изчиства от шумовете и става идеално стабилен.

Работата в тази насока ще продължи,