Цифровой журнал «Компьютерра» № 25 (Журнал «Компьютерра») - страница 19

Конечно, ничего нового в таком концепте нет. «Компьютерра» уже писала о чем-то похожем пару месяцев назад. Правда, там на ситечко приходилось дуть и выглядело оно чуть менее интересно, чем это.

К оглавлению

Опубликовано 15 июля 2010 года

Учёные нашли новый способ управления квантовыми состояниями твёрдых частиц, и он может изменить общепринятый подход к квантовым вычислениям. Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature группой физиков из Великобритании (Лондонский центр нанотехнологий) и Нидерландов (Институт физики плазмы Фонда фундаментальных исследований материи).

В ходе экспериментов с легированным кремнием обнаружилось, что существует возможность управлять атомами твёрдых тел, облучая их волнами с частотой один терагерц, в результате чего атомы начинают колебаться между разными состояниями так же, как это происходит в атомах водорода. Несмотря на то, что для опытов применялось нестандартное оборудование, учёные надеются, что этот новый уровень управления когерентностью позволит по-иному создавать запутанность квантовых состояний и более точно манипулировать квантовой информацией, содержащейся в возбуждённых атомах.

Новая методика была открыта в процессе квантовых манипуляций с различными частицами при помощи лазера — речь идёт о захвате фотонов, запутывании их и пересылке на большие расстояния и даже о проведении простых квантовых вычислений. Однако получаемые при этом квантовые состояния часто нестабильны и ими сложно управлять, что приводит к ошибкам при переносе информации и вычислениях.

Для решения проблемы было решено использовать хорошо известное квантовое состояние — Ридберговское состояние атомов твёрдых тел. Это состояние описывается той же формулой, что объясняет свойства свободных атомов водорода — чтобы распространить её действие на более крупные атомы, можно воспользоваться одной лазейкой.

У Ридберговских атомов есть любопытное свойство: в основном состоянии они слишком малы, чтобы взаимодействовать друг с другом. Такие атомы могут быть запутаны для использования в квантовых вычислениях, только находясь в возбуждённом состоянии, а их основные состояния остаются независимыми. Отсюда возникла идея нового способа передачи квантовой информации.

Атомы включений в некоторый материал могут принимать Ридберговское состояние в том случае, если у них ровно на один валентный электрон больше, чем в атомах материала-носителя. Поэтому для этого отлично подходит кремний, легированный фосфором. В ходе эксперимента было решено использовать облучение фосфорных включений в терагерцевом диапазоне, чтобы с помощью лёгких колебаний переключать близко расположенные Ридберговские атомы между двумя состояниями.