Чтобы создать идеальный квантовый компьютер, нужно сначала испортить кристалл
«Учёные разработали контролируемый метод ионной имплантации кислорода для высокоэффективного создания и структурной идентификации четырёх типов кислород-вакансионных комплексов в карбиде кремния, обладающих улучшенными квантовыми свойствами.»
Стоп, что?
Оказывается, лучший способ сделать идеальный кристалл — это сознательно внести в него кислород.
Представьте, что вы пытаетесь построить суперкомпьютер из лего, но 99% кубиков — бракованные. Примерно так выглядела квантовая инженерия до этого открытия. Нужны особые «дефекты» в кристалле (как квантовые биты), но их почти невозможно создать контролируемо.
Что сделали исследователи:
- Нашли «рецепт»: Вместо стандартных методов использовали имплантацию ионов кислорода в кристалл карбида кремния (4H-SiC) — материал, из которого делают, например, мощные светодиоды.
- Получили рекордный выход: Более 90% созданных дефектов оказались нужного, «модифицированного» типа. Это прорыв в эффективности.
- Впервые опознали «лицо»: С помощью измерений на изотопе кислорода-17 доказали, что эти супер-дефекты — это комплексы «кислород-вакансия» в четырёх возможных конфигурациях атомов в кристалле.
- Увидели преимущества: Эти новые центры оказались стабильнее и когерентнее (дольше сохраняют квантовое состояние), чем дефекты, созданные старыми методами.
- Создали «ансамбли»: Научились выращивать целые высокоплотные массивы этих дефектов и даже увидели в них квантовые биения (Rabi-oscillation beating).
Что это значит для вас
Если теперь мы можем штамповать идеальные квантовые биты в промышленном материале, как скоро квантовый сенсор окажется в вашем смартфоне?