Реальные квантовые компьютеры будущего, которые почти моментально смогут взломать даже самые стойкие шифры, разработать новые «волшебные» лекарственные препараты и просчитать математические модели «всего сущего», стали на один большой шаг ближе благодаря усилиям австралийских ученых из Мельбурнского университета. Этим ученым удалось создать первый в мире работоспособный квантовый бит, кубит, состоящий всего из одного атома, заключенного в кремнии.
Вышеуказанный атом является атомом примеси фосфора, размещенным на поверхности кремниевой подложки. И не просто кремниевой подложки, а в активной зоне обычного кремниевого транзистора, что позволяет достаточно простым способом считывать квантовую информацию, обработанную и хранящуюся в квантовом бите. В качестве носителя квантовой информации используется спин электрона атома фосфора, которым управляют с помощью микроволнового излучения, возникающего внутри структуры транзистора при подаче на него соответствующих электрических сигналов.
С первого взгляда сделанное открытие не кажется особо важным. Постоянные читатели нашего сайта наверняка уже знают о реализации совершенно различных типов квантовых битов. Но отмечу, что подавляющее количество ранее реализованных квантовых битов было создано на основе атомов или частиц, пойманных в специальные магнитные и электрические ловушки, работали только при чрезвычайно низких температурах и управлялись с помощью света лазера.
Новый же квантовый бит создается не в ловушке, а на поверхности кремния, материала, свойства которого уже досконально известны, и который является основополагающим материалом всей современной электронной промышленности. При этом не возникает никаких трудностей с сопряжением квантовой части процессора с остальной обычной электронной периферией. Благодаря этому современная промышленность сможет успешно начать производить кремниевые квантовые процессоры в тот момент, когда данные исследования выйдут из узких стен лабораторий на широкие просторы массового производства.
В настоящее время австралийские исследователи уже идут дальше. Они занимаются реализацией нескольких кубит на одном чипе, которые будут соединены в квантовые аналоги триггеров и других логических элементов, на основе которых будут создаваться квантовые процессоры. Ли Бэссетт (Lee Bassett) и Дэвид Ошалом (David Awschalom), эксперты в области квантовых технологий из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, считают, что благодаря открытию австралийских ученых, работоспособные квантовые компьютеры, оперирующие десятками и сотнями кубитов, могут появиться уже в течение ближайших 50 лет.
