Ученые совершили прорыв в квантовых вычислениях, создав уникальные наноленты

Ученые из Исследовательского института Honda в США (HRI-US) создали наноматериал в виде сверхтонких лент, который может обеспечить прорыв в квантовой электронике и создании компьютеров будущего. Исследование опубликовано в журнале Science Advance.

Физики из Honda объединились с коллегами из Колумбийского и Райсского университетов, а также из Окриджской национальной лаборатории. Вместе им удалось получить особые двумерные ленты толщиной всего один или два атома, которые обеспечивают переход к квантовому состоянию при более высокой температуре: примерно 60 Кельвинов (или -213 градусов по Цельсию) против 4 Кельвинов (или -269 градусов по Цельсию). Благодаря этой технологии квантовые компьютеры придется охлаждать примерно в 15 раз меньше.

Как привило, для изготовления квантовых материалов сейчас используют метод нанолитографии: печати или "вырезания" структур нанометрового масштаба, однако команда нашла альтернативный путь. Они разработали технологию контролируемого выращивания своеобразной формы из микроскопических частиц никеля, чтобы регулировать ширину лент из дисульфида молибдена или других веществ. В результате структуры получаются намного уже — около 8 нанометров.

Как отметил старший научный сотрудник HRI-US Аветик Арутюнян утверждает, что возможность управлять шириной нанолент принесет новую "степень свободы" в исследование квантовой электроники — области физики о влиянии квантовой механики на поведение электронов в материи. Он предлагает применять такие материалы в высокопроизводительных электронных устройствах с низким энергопотреблением, квантовом зондировании, спинтронике, квантовых и нейроморфных вычислениях.

"Эта новая технология синтеза представляет собой важный прорыв в области разработки 2D-материалов", — подчеркнул один из руководителей исследования доктор Сюфан Ли.

Ранее ученые впервые получили так называемую "спиновую" жидкость, необходимую для квантовых компьютеров. Это особое состояние материи, в котором электроны переходят в квантовое состояние при обычной температуре и продолжают меняться, подобно жидкости.

Писали также, что ученые создали "невидимую" материю для стабильности квантовых компьютеров. Они смогли охладить и сжать литиевый газ, чтобы атомы перестали реагировать на фотоны. Такое состояние поможет защитить чувствительные квантовые частицы и позволит им дольше сохранять информацию.