Учені зробили прорив у квантових обчисленнях, створивши унікальні нанострічки

квантові обчислення, технології, нанострічки
Фото: Getty Images

Нові матеріали дозволять квантовим комп'ютерам працювати за вищих температур.

Учені з Дослідницького інституту Honda в США (HRI-US) створили наноматеріал у вигляді надтонких стрічок, який може забезпечити прорив у квантовій електроніці та створенні комп'ютерів майбутнього. Дослідження опубліковано в журналі Science Advance.

Фізики з Honda об'єдналися із колегами з Колумбійського та Райсського університетів, а також з Окріджської національної лабораторії. Разом їм вдалося отримати особливі двовимірні стрічки завтовшки всього один або два атоми, які забезпечують перехід до квантового стану за вищої температури: приблизно 60 Кельвінів (або -213 градусів за Цельсієм) проти 4 Кельвінів (або -269 градусів за Цельсієм). Завдяки цій технології квантові комп'ютери доведеться охолоджувати приблизно в 15 разів менше.

Як правило, для виготовлення квантових матеріалів зараз використовують метод нанолітографії: друку або "вирізання" структур нанометрового масштабу, проте команда знайшла альтернативний шлях. Вони розробили технологію контрольованого вирощування своєрідної форми мікроскопічних частинок нікелю, щоб регулювати ширину стрічок із дисульфіду молібдену або інших речовин. У результаті структури виходять набагато вужчими — близько 8 нанометрів.

Як зазначив старший науковий співробітник HRI-US Аветік Арутюнян стверджує, що можливість керувати шириною нанолент принесе новий "ступінь свободи" в дослідження квантової електроніки — галузі фізики про вплив квантової механіки на поведінку електронів у матерії. Він пропонує застосовувати такі матеріали у високопродуктивних електронних пристроях із низьким енергоспоживанням, квантовому зондуванні, спінтроніці, квантових і нейроморфних обчисленнях.

"Ця нова технологія синтезу є важливим проривом у галузі розробки 2D-матеріалів", — підкреслив один із керівників дослідження доктор Сюфан Лі.

Раніше вчені вперше отримали так звану "спінову" рідину, необхідну для квантових комп'ютерів. Це особливий стан матерії, у якому електрони переходять у квантовий стан при звичайній температурі та продовжують змінюватися, подібно до рідини.

Писали також, що вчені створили невидиму матерію для стабільності квантових комп'ютерів. Вони змогли охолодити та стиснути літієвий газ, щоби атоми перестали реагувати на фотони. Такий стан допоможе захистити чутливі квантові частинки та дозволить їм довше зберігати інформацію.