Квантовые вычисления уже в ближайшие несколько лет обещают стать неотъемлемой частью нашей жизни, но до сих пор очень мало практических путей применения этой технологии. Открытие Джона Мортона в Оксфордском университете очень интересно. Рекордное время поддержания квантовых битов вычислений, или кубитов, в твердом состоянии было достигнуто захватывающим способом. Исследователи раздвинули пределы от нескольких секунд до полных трех минут.
Инженеры продолжают борьбу с физическими пределами закона Мура, квантовые вычисления становятся все более привлекательными. Традиционный разрядный компьютер может представлять либо 1, либо 0. Кубит в квантовом компьютере способен быть как 1 так 0, в одно и то же время. Это возможно благодаря свойствам суперпозиции, где физическая система не может существовать во всех его теоретических состояниях одновременно. Она также имеет большой потенциал, который сделает квантовые компьютеры очень быстрыми, но если кубиты нельзя поддерживать дольше, чем несколько секунд, то с ними не получится выполнить какие-либо расчеты.
Трюк, использованный в Оксфордском университете, связан с удержанием вычислительной частицы в суперпозиции и поддерживанием ее там в двух различных состояниях одновременно. Исследователи использовали форму очень чистого кремния-28 (который не является магнитным и неактивен) в качестве среды для тестирования. Количество атомов фосфора было учтено в кремнии, и ученые обнаружили, что частицы вели себя так, как будто они находятся в вакууме. То есть, было очень мало взаимодействия со средой.
Сокращение распадения структуры имеет важное значение в создании твердотельных квантовых компьютеров . Даже самое крошечное влияние на частицы может нарушить квантовое состояния. Ключом к продлению проблемы кубитов в данном эксперименте было использование радиочастотных импульсов. Исследователи установили необходимую интенсивность радиоимпульса, чтобы было возможно перевернуть частицы на 180 градусов. Изолированные атомы фосфора были подвергнуты бомбардировке импульсами. Это помогло удержать фосфор в суперпозиции, и фосфор смог одновременно находится в двух состояниях. Таким образом, мы и получили кубиты.
По диагностики системы, которую они разработали на регулярной основе с использованием радиоимпульсов, исследователи смогли успешно поддерживать наложение атомов на 192 секунд, или чуть более трех минут. Импульсы предотвратили слабое взаимодействие фосфора с кремнием, и так как нет загрязняющих веществ, оказывающих магнитные силы на кубиты, они остаются активными.
Что действительно увлекательно в этом, так это то, что кремний является материалом, фактически уже используемым в компьютерах.