PPPL предложила рассчитывать дефекты алмаза для кубитов как молекулы, снижая стоимость расчётов
Метод рассматривает 16–30 атомов вокруг дефекта как молекулу; по словам автора, это снижает стоимость расчётов в разы. Так быстрее подбирать кандидатов в кубиты.
Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) предложили способ ускорить поиск «строительных блоков» квантовых компьютеров и сверхчувствительных датчиков, сообщает pravda.ru. Для кубитов в алмазе они применяют методы, которыми химики десятилетиями моделируют молекулы. Результаты опубликованы в журнале ACS Central Science. pravda.ru
pravda.rupravda.ruОткрыть источник ↗
Дефекты алмаза как кубиты
Кубит — базовая единица информации в квантовом компьютере. В отличие от бита, который принимает значение 0 или 1, кубит может находиться в обоих состояниях одновременно. Большинство современных квантовых систем капризны и работают только при крайне низких температурах, тогда как алмаз сохраняет свои свойства при комнатной температуре.
Для квантовых задач нужен не идеальный кристалл, а алмаз с дефектами. Если заменить атом углерода другим элементом или создать вакансию, вокруг нарушения возникает своего рода ловушка для электронов, и она становится кубитом. Сложность в том, что расчёт поведения такого дефекта на квантовом уровне требует колоссальных вычислительных мощностей.
Молекула вместо решётки
Научный сотрудник PPPL Марк Мартирез предложил не считать всю кристаллическую решётку алмаза, а рассматривать область вокруг дефекта, всего 16–30 атомов, как обычную молекулу. «Поскольку мы анализируем кубит как молекулу, стоимость вычислений снижается в разы», — говорит Мартирез. pravda.ru
pravda.rupravda.ruОткрыть источник ↗ Метод позволяет быстро оценивать, как разные дефекты, например с бором или кислородом, реагируют на лазерное излучение и микроволновые импульсы.
Разные дефекты по-разному взаимодействуют со светом. Азотные дефекты обычно излучают красный свет, кислородные — синий, дефекты с бором — ультрафиолетовое излучение. Это позволяет объединять в одном устройстве кубиты разных типов и обращаться к одной группе кубитов лазером определённого цвета, не затрагивая остальные, что упрощает управление будущими квантовыми процессорами, говорится в сообщении.
Мартирез отмечает, что у химиков за десятилетия сложилось интуитивное понимание таких систем, которое подходит для изучения дефектов в твёрдых телах. По его словам, физикам и химикам нужно работать вместе, чтобы приблизить квантовые вычисления.
