Цивилизация
Ученые из Принстонского и Оксфордского университетов продемонстрировали модель кубита – квантового бита информации, который в состоянии хранить информацию в течение длительного времени, при том, что состоянием этого кубита легко управлять.
Усилия по созданию кубитов со стороны иногда могут показаться пустыми тратами денег и сил – ученым нужно научиться записывать и считывать информацию с устройства, любое взаимодействие с которым неизбежно изменяет эту же самую информацию.
В качестве подобных кубитов предлагалось использовать конденсат Бозе-Эйнштейна, квантовые точки и другие довольно экзотические объекты.
Команда Джона Мортона, физика Оксфордского университета, опубликовавшая cтатью в свежем номере Nature, показала, как можно сделать кубит из вполне «земных» ингредиентов. Для этого исследователям пришлось вырастить достаточно большие кристаллы из единственного изотопа кремния – 28Si, допированного атомами фосфора-31. Это очень дорогостоящая и тонка процедура, однако кубиты на основе атомов фосфора действительно могут работать.
В основу их работы положено взаимодействие спинов ядер и электронов. Электронам атома фосфора можно легко придать определенный спин или же его детектировать, однако сам по себе этот спин долго не сохраняется. «Хранить» же его удобно в атомном ядре – в результате спин-спинового взаимодействия спин ядра изменяется под действием спина электрона и, так как ядро изолировано от внешнего мира достаточно объемной и толстой электронной оболочкой, этот спин удалось сохранить в течение одной секунды. Повторное спин спиновое взаимодействие возвращает электронам атома то же самое спиновое состояние с вероятностью в 90%.
Предыдущие модельные кубитные системы удерживали свое квантовое состояние не более десяти миллисекунд.
