В ходе научной работы команде учёных удалось удерживать стабильное состояние атомов редкоземельного тулия более чем 50 секунд
Обложка: ФИАН
Команда учёных Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Российского квантового центра провела скрупулёзное исследование свойства нейтральных атомов тулия в качестве кубитов — это аналог битов в традиционном персональном компьютере, которые используются в квантовых вычислениях.
В ходе исследования учёным удалось доказать возможность эффективного управления их свойствами с помощью микроволнового излучения и лазера. Российским специалистам удалось удерживать стабильное состояние атомов тулия в течение 55 секунд.
«Это одно из лучших значений, когда-либо продемонстрированных в мире», — сказал соавтор работы, директор ФИАН академик Николай Колачевский. И это, по его словам, главное достижение исследования.
Длительное время когерентности, то есть время в течение которого кубит может сохранять своё состояние, может существенно повысить качество квантовых систем и позволит реализовать технологию промежуточного хранения данных, аналогичную оперативной памяти в ПК.
Предложенный российскими учёными редкоземельный элемент тулий в качестве основы для квантовых систем обладает одним важным преимуществом — он позволяет кодировать кубиты в сверхтонких подуровнях основного состояния атома. Подобные кубиты выделяются повышенной надёжностью и точностью квантовых вычислений. Кроме того, они открывают учёным возможность управления энергетическим состоянием атома с помощью оптического излучения.
«Также, мы предложили метод “переключения” кубитов между основным состоянием и метастабильным (с временем жизни 112 миллисекунд). Это позволяет защитить квантовую информацию от помех и реализовать ряд протоколов для дополнительного повышения точности квантовых вычислений», – добавил Колачевский.