Китайские ученые создают решетки из сплавов для улучшения квантовых компьютерных вычислений
Китайские ученые создали необычную микроскопическую структуру в сверхпроводнике следующего поколения, которая может повысить производительность квантовых компьютеров в будущем. Об этом сообщает Информационное агентство Синьхуа.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature, описана упорядоченная и настраиваемая решетка нулевых мод Майораны (MZM).
MZM, квазичастицы, каждая из которых является античастицей сама по себе, могут использоваться в качестве строительных блоков для построения кубитов, квантового аналога классических битов в квантовом компьютере.
В отличие от классических кубитов, состоящих только из значений нуля и единицы, кубиты находятся в когерентной одновременной комбинации обоих состояний из-за странного явления в квантовом мире, называемого суперпозицией. Они позволяют вычислениям работать быстрее, чем классические, в экспоненциальном масштабе.
Однако квантовым компьютерам приходится справляться с тем, как производить высококачественные кубиты, поскольку их квантовые состояния имеют тенденцию быстро превращаться в классические из-за возмущения окружающей среды, что существенно сокращает время работы квантового компьютера и приводит к просчетам.
Некоторые ученые обнаружили, что MZM потенциально может выдержать процесс коллапса, называемый "декогерентностью", вплетая кубиты в свою вихревую структуру.
В 2018 году исследователи под руководством Гао Хунцзюня из Института физики Китайской академии наук с помощью туннельной микроскопии обнаружили МЗМ в сверхпроводящем сплаве на основе железа, одном из высокотемпературных сверхпроводников следующего поколения.
В новом исследовании команда Гао сообщила о формировании большой высокоупорядоченной и настраиваемой решетки MZM в сплаве на основе железа, включающем литий, железо и мышьяк.
Они обнаружили в структуре "топологические вихри". И при этом более 90% вихрей обладают характеристиками изолированных МЦМ в центре вихря, образуя упорядоченную решетку МЦМ с плотностью и геометрией, перестраиваемой внешним магнитным полем, согласно исследованию.
По словам исследователей, результаты показывают многообещающие возможности создания платформы на основе MZM для будущих квантовых вычислений.