Как понятно, что основой квантовых компов, которые лишь начали появляться в истинное время, являются квантовые биты, кубиты. С физической точки зрения эти кубиты представляют собой атомы либо остальные частички, охлажденные до сверхнизких температур, которые могут служить для хранения и обработки инфы на квантовом уровне. Но остывание до сверхнизких температур представляет собой гигантскую делему как для разработки квантовых компов, так и для их эксплуатации. Конкретно потому ученые почти всех государств находятся в поисках материалов, которые могут выступать в качестве хранилища квантовых битов при обычной температуре окружающей среды. И вот, ученые-физики из Калифорнийского института в Санта-Барбаре нашли, что карбид кремния, узнаваемый полупроводниковый материал, обширно используемый в электрической индустрии, имеет недостатки кристаллической сетки, квантовым состоянием которых можно просто управлять при комнатной температуре.
Ученым удалось узнать, что электроны, оккупированные и удерживаемые снутри изъянов кристаллической структуры карбида кремния, находятся в таком состоянии, которое дозволяет им находиться лишь в строго определенных квантовых состояниях. Используя комбинацию светового и микроволнового излучения квантовым состоянием этих электронов довольно просто манипулировать, т.е. записывать, изменять и считывать информацию. А эти возможности стопроцентно удовлетворяют требованиям для использования этих структур в качестве квантовых битов, кубитов.
До проведения этих исследовательских работ ученым была известна лишь одна система, которая владела схожими качествами и чертами при комнатной температуре. Таковой системой являлся точечный недостаток кристаллической структуры алмаза, узнаваемый как NV-центр (nitrogen-vacancy center). В этом центре атом углерода был замещен атомом азота, который может так же употребляться в качестве квантового бита. Но алмазы, которые имеют такие недостатки кристаллической сетки очень тяжело растить и еще наиболее тяжело придавать им нужную форму для того, что бы встраивать их в кристаллы интегральных электрических схем.
Качественные кристаллы карбида кремния огромных размеров, напротив, просто выращиваются на данный момент для нужд электрической индустрии. Характеристики этого материала разрешают просто придавать кристаллам всякую форму, требуемую для их интеграции в электрические, оптоэлектронные и электромеханические устройства. Кроме этого, для манипуляций с квантовым состоянием квантовых битов снутри карбида кремния употребляется инфракрасный свет такового спектра, который употребляется весьма обширно в современных телекоммуникационных сетях и оборудовании.
Все перечисленные выше характеристики и свойства карбида кремния делают этот материал одним из претендентов на внедрение в квантовых компах грядущего. Но тем не наименее, не стоит забывать, что существует еще огромное количество остальных материалов, имеющих подобные недостатки кристаллической структуры, которые могут владеть еще наиболее увлекательными чертами исходя из убеждений квантовой физики.
Источник:
