Физиците преодоляха ограниченията на силициевите квантови чипове

Учени от Принстън преодоляха ограничението на силициевите квантови чипове и показа, че два спинови кубита могат да си взаимодействат, дори и да се намират далече един от друг. Това е първата демонстрация на заплетени в силиций електронни спинове, разделени на голямо разстояние. До днес това се считаше за напълно невъзможно.

„Да си представим, че живеем в свят, в който информацията се предава като по верига – от съсед към съседа. Досега именно така стояха нещата със силициевите квантови компютри, които са сравнително евтини и функционални“ – съобщава Phys.org.

Силициевите спинови кубити имат редица преимущества в сравнение със свръхпроводящите кубити. Те в продължение на по-дълго време съхраняват квантовите си състояния, а широкото разпространение на класическите компютри със силициеви чипове означава, че производството на силициеви кубити ще бъде по-евтино. Основният недостатък на новите кубити е, че са създадени от отделни електрони и са изключително малки.

Екипът на професор Джейсън Петта (Jason Petta) е съединил отделните кубити с „проводник“, който перехвърля светлината подобно на оптичен кабел. В този случай, ролята на проводника се изпълнява от тясна кухина с един единствен фотон, който получава сигнала от един кубит и го прехвърля към друг.

При направения експеримент, два кубита са разположени на разстояние около пет милиметра. Разстоянието е голямо –  ако приемем, че единият кубит има размер на сграда, то разстоянието между тези две „сгради“ би било 1200 км.

Главната заслуга на учените от Принстън е, че са успели да заставят кубити и фотоните да работят с една и съща честота. Те са успели да настроят работата на два кубита, независимо един от друг, като връзката чрез фотона се запазва. Досега бе възможно взаимодействието на само един кубит с фотон.

„Обменът на информация на големи разстояния с помощта на силициеви чипове открива нови възможности за създаването на нов квантов хардуер“ – заяви Джейсън Петта, ръководител на изследователската група. „Крайната цел е да изградим двумерна мрежа от няколко квантови бита, която може да извършва сложни изчисления. Това изследване е в състояние да подобри комуникацията на кубитите в силициевия чип, както и между чиповете.

Това е първата демонстрация на електронни спинове в силициева среда, които са отдалечени на значително разстояние в сравнение с устройствата, в които се намират спиновете. Досега научните среди бяха твърде скептични към осъществяването на подобна възможност.

Нещо подобно направиха и специалистите от университета в Чикаго. Тоест, вече стана възможно квантовите състояния да бъдат интегрирани и в обикновените електронни устройства, в които се използва силициев карбид. Досега се считаше, че квантовите технологии са твърде чувствителни, за да взаимодействат с „грубата“ електроника.