Две научные группы из Университета Нового Южного Уэльса, Австралия, сконструировали физические квантовые биты — кубиты, — которые обеспечивают обработку квантовых данных с точностью свыше 99%. Тем самым учёные устранили ключевое препятствие, стоявшее на пути создания производительных квантовых компьютеров.
По словам профессора Эндрю Дзурака (Andrew Dzurak), руководителя одной из групп, несмотря на существование методов коррекции ошибок квантовых вычислений, эффективность их применения гарантируется лишь в том случае, если ошибки возникают менее чем в 1% случаев. Созданные модели кубитов — одни из первых твердотельных моделей, удовлетворяющих данному критерию, и первые из тех, которые выполнены в кремнии.
Обе команды работают совместно в одних и тех же лабораториях университета, однако нашли различные решения стоявшей перед ними задачи. Команда под руководством Дзурака открыла возможность создания кубита из «искусственного атома» с помощью конструкции, чрезвычайно похожей на транзисторы на основе МОП-структур, которые широко используются в электронике. Другая группа, которую возглавляет Андреа Морелло (Andrea Morello), для создания кубита использовала атом фосфора.
«Атом фосфора, по сути, состоит из двух кубитов — электрона и ядра. Используя ядро атома, мы смогли достичь точности вычислений, близкой к 99,99%, то есть одна ошибка приходится всего на 10 000 квантовых операций», — отмечает ведущий сотрудник проекта доктор Юха Мухонен (Juha Muhonen).
В обоих случаях квантовые операции с высокой точностью удалось осуществить, помещая каждый из кубитов в тонкий слой очищенного кремния, содержащий исключительно изотоп кремний-28. Он полностью немагнитный и не вносит помех в работу кубита.
Группа Морелло также установила рекорд для периода когерентности одного кубита, находящегося в твёрдом теле. «Период когерентности — это величина, определяющая, как долго сохраняется квантовая информация, — комментирует Морелло. — Чем больше это значение, тем проще осуществлять длинные последовательности операций. Нам удалось достичь значения в 35 секунд — в квантовом мире это настоящая вечность».
