Ученые создали новые соединения для создания процессоров квантовых компьютеров
AI Сгенерировано ИИ
Исследователи из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН, Института физики твердого тела РАН и Киотского университета сделали значительный шаг к разработке квантовых процессоров. Они создали новые химические соединения, которые могут стать основой для высокоскоростных вычислительных машин будущего. Об этом пишет портал InScience.
В центре внимания находятся металлорганические комплексы на основе фталоцианинов — веществ, которые имеют кольцевую структуру, схожую с природными пигментами, такими как хлорофилл и гемоглобин. Эти синтетические молекулы напоминают плоские шайбы, внутри которых можно размещать различные атомы металлов, что позволяет точно настраивать свойства материала.
Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале Dalton Transactions.
В ходе эксперимента учёные использовали три металла: ванадий, медь и олово. С оловом было получено нейтральное соединение без магнитных свойств, тогда как комплексы с ванадием и медью продемонстрировали интересные результаты. В этих соединениях атомы металлов содержат неспаренные электроны, которые ведут себя как маленькие магнитные стрелки, являющиеся носителями информации.
Авторы исследования подтвердили, что в созданных комплексах эти магнитные стрелки подчиняются квантовым законам, позволяя им одновременно находиться в разных состояниях, сохраняя неопределенность. Атомы внутри комплекса взаимодействуют друг с другом, что делает их состояния взаимозависимыми. Эта коллективная неопределенность сохраняется достаточно долго, чтобы её можно было использовать для вычислений.
Новые соединения сохраняли квантовую когерентность до 4 микросекунд, что является значительным сроком для микроскопического мира. Это время в сотни раз превышает стандартный управляющий импульс, подаваемый на образец. Такое соотношение указывает на их перспективность для создания кубитов — логических ячеек, из которых формируются квантовые компьютеры.
Доктор химических наук Максим Фараонов, руководитель проекта, отметил, что это исследование может стать основой для создания ультраминиатюрных устройств, таких как элементы квантовой памяти и светоуправляемые сенсоры. В будущем планируется модифицировать полученные комплексы для увеличения времени их нахождения в состоянии квантовой когерентности.
