Физики создали новый вид кубита на основе ядра атома фосфора, устройство которого позволяет считывать информацию из него со сверхвысокой точностью, превышающей 99,8%, что открывает дорогу для создания сложных квантовых компьютеров в ближайшем будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Мы достигли почти 100% надежности при считывании кубита, что стало новым рекордом для твердотельных устройств. Это сопоставимо с лучшими результатами для других видов кубитов, однако наша технология не требует вакуума для работы — это кремниевый чип, который можно подключить к классическим микросхемам. Это позволяет практически неограниченно увеличивать размеры и сложность квантовых компьютеров», — заявил Андреа Морелло из университета Нового Южного Уэльса (Австралия).

Морелло и его коллега по университету Эндрю Дзурак уже несколько лет разрабатывают компоненты, необходимые для сборки полноценного квантового компьютера. Так, в 2010 году они создали квантовый одноэлектронный транзистор, а в 2012 году — полноценный кремниевый кубит на основе атома фосфора.

Время жизни таких кубитов оставалось достаточно низким, что не позволяло использовать их в качестве узлов квантового компьютера.

Исследователи усовершенствовали конструкцию кубитов, научившись использовать ядро атома фосфора, а не один из его электронов, в качестве носителя информации.

Для записи и считывания состояния кубита используется тот же самый набор из микроэлектродов, генерирующий миниатюрное магнитное поле, меняющее спин ядра.

В отличие от электрона, ядро практически не подвержено внешним воздействиям, что снижает шансы на то, что его спин может поменяться во время работы квантового компьютера.

По словам физиков, данный шаг позволил им не только повысить время жизни кубита в несколько раз, но и повысить надежность считывания информации до рекордных 99,8%. В ближайшее время физики попытаются собрать ячейку квантовой памяти и примитивную логическую схему на базе этих кубитов.