Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
В долгосрочной перспективе твердотельные квантовые компьютеры представляются гораздо более перспективными, чем, например, устройства на основе фотонов или атомов/ионов в магнитной ловушке, главным образом – из-за их масштабируемости.
Но квантовые биты (кубиты) в твердом теле так сильно взаимодействуют со своим окружением, что управлять ими становится чрезвычайно сложно. Более того, это взаимодействие приводит к очень быстрой потере когерентности (для спиновых кубитов – за времена t = 10 ÷ 100 нс, а для зарядовых – еще быстрее). В принципе, с декогерентизацией можно бороться, используя известные методы коррекции квантовых ошибок. Однако и они не панацея, поскольку работают лишь в том случае, когда вероятность ошибки при выполнении одной операции не превышает 10-4, то есть величина t должна быть достаточно велика. Оказывается, что эффекты декогерентизации можно если и не полностью подавить, то существенно ослабить, используя методику, аналогичную спиновому эхо в ЯМР и заключающуюся в воздействии на кубиты последовательностью p-импульсов – так называемое “динамическое расцепление” (dynamical decoupling). Сразу четыре группы [1-4] независимо друг от друга реализовали эту методику в экспериментах со спиновыми кубитами в квантовых точках GaAs [1,2] и NV-центрах в алмазе [3,4]. Результаты, прямо скажем, впечатляют. Так, например, в [1] удалось повысить t сразу от ~ 20 нс до ~ 200 мкс. Точность осуществления квантовых операций (пока – однокубитных) при этом резко возросла. На очереди – двухкубитные операции, без которых при квантовых вычислениях не обойтись. Пока для них вероятность ошибки недопустимо велика (~ 10-1), даже с динамическим расцеплением. Борьба за жизнь спиновых кубитов в твердом теле продолжается….
По материалам заметки
M.J.Reilly, Nature Nanotech. 6, 9 (2011).