Произведена операция записи и считывания на одиночном атоме

Группа австралийских исследователей создала первый работающий квантовый бит (кубит), основанный на спине одиночного электрона одиночного атома.

Для записи и считывания физики использовали спин электрона одиночного атома фосфора, находившегося на кремниевой подложке. «Это действительно ключевое достижение в направлении реализации кремниевого квантового компьютера, базирующегося на одиночных атомах», — отмечает один из авторов исследования профессор Эндрю Дзурак из Университета Нового Южного Уэльса.

Слева направо: Эндрю Дзурак, Джеррид Пла и Андреа Морелли у экспериментальной установки (здесь и ниже фото University of New South Wales).

Напомним: в 2010 году в аналогичной конфигурации той же группе уже удавалось считывать информацию спина электрона одиночного атома. Однако запись тогда сделать не получилось. Чтобы осуществить её на сей раз, использовались микроволны, позволившие добиться «беспрецедентного уровня контроля» над электроном в одиночном атоме.

Дэвид Джеймисон (слева) и Чанги Янг осуществляли предварительное размещение атома фосфора на кремниевой подложке.

Следующей целью группа называет комбинирование двух таких кубитов для создания логического вентиля — базового элемента будущей квантовой электроники:

Несмотря на то что реализация кубитов уже не новость, продемонстрированная возможность его создания на базе одного электрона одного атома, да ещё и на кремниевой подложке, впечатляет. Если же вести речь о сколько-нибудь широком внедрении квантовой электроники, хорошо изученный кремний, с которым отлично умеет работать конвейерная индустрия, скорее всего, является наилучшим вариантом для реализации.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Phys.Org.