Система использует дефекты в синтетических алмазах в качестве квантовых битов и способна работать при комнатной температуре — это существенное отличие от большинства современных квантовых компьютеров, требующих криогенного охлаждения.
В 1970-х годах ученые обнаружили, что некоторые алмазы при определенном освещении светятся ярким красным светом. Причиной оказались азотные вакансии — дефекты в кристаллической решетке, где атом азота занял место атома углерода, а рядом образовалась пустота. Природа редко создает такие алмазы, но в лаборатории их можно синтезировать целенаправленно.
Атом азота в вакансии ведет себя как «пойманный в ловушку», а его электроны могут вращаться независимо от электронов окружающих атомов углерода. Ученые используют специальные лазеры, чтобы перевести электроны азота в определенное состояние, измеряемое как «ноль», а затем с помощью микроволновых импульсов манипулируют ими, создавая квантовые состояния, недоступные обычным двоичным битам.
До сих пор создание систем более чем с 10 кубитами на основе азотных вакансий считалось крайне сложной задачей, однако немецкому стартапу Saxon Q это все-таки удалось. Секретом стала материаловедческая инновация: при создании вакансий ученые одновременно внедряют в алмаз атомы серы. «Это ключевой технологический момент, — объясняет сооснователь Saxon Q, профессор экспериментальной физики Лейпцигского университета Мариус Грундманн. — Сера поднимает химический потенциал до точки, где вакансия получает отрицательный заряд. Сера поставляет электрон и обеспечивает очень высокую степень связывания вакансии с азотом».
Источник: hi-tech.mail.ru