В лаборатории Российского квантового центра и российского института ФИАН была создана модель квантового компьютера на алмазе. Об этом сообщают эксперты раздела "Hi-tech" издания для инвесторов "Биржевой лидер". Отметим, что квантовая механика сегодня является одним из главных столпов физических исследований современности. Микроэлектроника и элементарные частицы уже давно живут по квантовым законам. Как говорят ученые, квантовая механика может работать, когда размер действия сравним с постоянной Планка.
Принцип работы.
Очень большую актуальность получили новые науки, которые находятся на стыке информатики и квантовой механики, такие как квантовая теория информатики и информации. В классическом понимании информация представляет собой биты вида 1 и 0. В квантовой теории ячейкой памяти является кубит, хранящий в себе суперпозицию двух этих состояний сразу.
В совместной лаборатории российского квантового центра и ФИАН сейчас проводится изучение центров окраски алмазов, так называемых центров NV. Что такое NV-центр? Если рассматривать матрицу алмаза (углерода), в котором в атоме вместо одного углерода подставлен атом азота, а соседний атом вовсе отсутствует, получившуюся систему называют центром окраски или NV-центром. Таким образом, N – это азот, а V - вакансия.
Алексей Акимов, руководитель группы интегрированной фотоники и квантовых симуляторов RQC, кандидат физико-математических наук, рассказывает, что на эту ось можно создавать состояние с проекцией единичка один, с проекцией ноль или суперпозицией «ноль плюс один», однако при этом единица и ноль будут представлены с каким-то весом в суперпозиции. А определять его состояние можно по свечению NV-центра. Если он находится в состоянии ноль, то более ярко светится. Если он в состоянии один – менее ярко.
Также имеется возможность манипулирования этим состоянием при помощи радиочастотного поля. Между двумя состояниями единица и ноль, прикладывая определенный импульс, можно организовывать или промежуточные состояния, или полный переход от одного состояния к другому. Зависит это от длительности импульса, которая, как правило, составляет несколько десятков наносекунд. Так, мы можем максимально быстро создавать квантовые состояния, быстрее времени релаксации наших центров. То есть всегда можно приготовить необходимое состояние, если посветить на него зеленым светом, а потом приложить радиочастотное поле.
