Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку
Три научные группы из разных университетов смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках. На разных квантовых системах им удалось реализовать квантовые операции с высокой точностью и низким уровнем ошибок. Кроме того, физики показали, что разработанные ими платформы пригодны для реализации классических квантовых и вариационных алгоритмов. Статьи [1,2,3] опубликованы в журнале Nature.
В гонке по созданию универсального или полезного для практических применений квантового вычислителя ученые используют не только все возможные средства, но и все доступные платформы — на сверхпроводниках, нейтральных атомах, ионах, спинах или фотонах. Причем, сложно говорить о том, какое из направлений лидирует и невозможно предсказать какое из них вырвется вперед в ближайший год. Из-за того, что каждое имеет собственную специфику, физики находят разные применения для разных платформ.
В прошлом году ученые смогли создать управляемую спиновую жидкость с помощью двумерной решетки нейтральных атомов, что поможет в будущем при создании надежных квантовых компьютеров. В позапрошлом году физики смогли продемонстрировать квантовое превосходство на фотонном чипе, а еще годом ранее компания Google сообщала о том, что их вычислитель на сверхпроводниках впервые смог решить задачу быстрее, чем классический компьютер.
Этот год начался с успехов в работе с полупроводниковыми кубитами. Работа квантовых вычислителей на полупроводниках основана на наличии дефектов в кристаллической решетке полупроводника. Изначально физики проводили исследования и пробовали реализовывать простые квантовые вычисления на дефектах в алмазе. Дефекты в твердом теле связаны с нарушением кристаллической решетки — в узле решетки нет атома (вакансия), или он находится между узлами решетки, или свободную вакансию занял какой-то примесный атом. Ключевой момент в образовании дефекта — наличие электрона, спин которого может меняться в зависимости от его положения и возможности измерять этот спин по тому, как будет излучать дефект. Например, для NV-центра в