Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědcům z MITu se poprvé podařilo změřit, jak dlouho vydrží qubity na bázi grafenu ve stavu superpozice – tedy v oné známé „kombinaci nul a jedniček“, která kvantovým výpočetním systémům umožňuje za určitých podmínek vyšší rychlost, než mají klasické počítače. Výsledně stanovené trvání je ovšem až směšně krátké: koherence trvá 55 nanosekund. Tak dlouho tedy může probíhat výpočet, poté systém nevratně zkolabuje v důsledku šumu. V případě qubitů na bázi grafenu je to každopádně poprvé, co se takovou dobu vůbec podařilo určit.
Jednalo se o supravodivé qubity se sendvičovou strukturou, kdy je oxid s vlastnostmi izolantu vložen mezi dva supravodiče (obvykle hliník). Přepínání mezi stavy qubitů pak odpovídá přechodům elektronů mezi oběma supravodiči pomocí změn vnějšího magnetického pole. V novém návrhu qubitu je v tomto uspořádání namísto izolátoru uprostřed umístěn grafen – přesněji řečeno, list grafenu se vloží mezi dvě vrstvy hexagonálního nitridu bóru (v této souvislosti se mluví o van der Waalsových izolátorech, respektive van der Waalsových materiálech). Qubit/elektrony lze pak ovládat stejně jako klasické tranzistory i změnami vnějšího napětí, nikoliv pouze magnetickým polem. Pokud vedle sebe chceme umístit větší množství qubitů, pak je ovládání pomocí magnetického pole (miniaturními otáčejícími se proudovými smyčkami) velmi nepraktické. Pří řízení qubitů pomocí napětí dochází k menšímu množství chyb a nežádoucích interferencí, vše jde lépe lokalizovat, systém je kompaktnějším a energeticky účinnější.
Nicméně změřená doba koherence grafenových qubitů v nanosekundách je strašně málo. Konkurenční přístupy ke kvantovému počítání již nabízejí trvání výpočtu v řádu desítek mikrosekund.
Coherent control of a hybrid superconducting circuit made with graphene-based van der Waals heterostructures, Nature Nanotechnology (2018). DOI: 10.1038/s41565-018-0329-2 , https://www.nature.com/articles/s41565-018-0329-2
Zdroj: Phys.org
