В науке о квантовых вычислениях стремятся создать материалы и устройства, удерживающие квантовые свойства при высоких температурах, включая комнатную (которая считается высокой в данной области). Такое свойство позволит использовать квантовые компьютеры эффективнее и более широко. Учёные из Техасского университета в Эль-Пасо разработали новый материал, способствующий этой цели.
Поддерживание кубитов в стабильном состоянии – одна из главных сложностей квантовых вычислений. Для этого необходимо крайне низкое температурное воздействие, приближающееся к абсолютному нулю (-273 градуса Цельсия). Создание такой температуры требует больших и дорогих устройств, таких как специализированные системы охлаждения. Эти ограничения препятствуют масштабированию квантовых компьютеров для широкого применения.
Учёные создали новый материал, способный упростить выполнение этих требований. Отличительной чертой материала является возможность сохранения квантовых свойств при комнатной температуре. Это открывает перспективу поддержания стабильности кубитов без применения экстремально низких температур. Подробности работы физики опубликованы в научном журнале. .
Суперпарамагнитный материал
Учёные из Техасского университета заявили о создании нового магнитного материала с необычным свойством — суперпарамагнетизмом.
Главное достоинство такого поведения в том, что его можно управлять, меняя магнитное поле. Это делает новый материал привлекательным для приложений, где нужна максимальная точность, например, для работы с кубитами. Так, спин кубитов можно измерить и контролировать с высокой точностью, предлагая потенциально более устойчивую и эффективную платформу для квантовых вычислений.
Материалом обладают суперпарамагнитные свойства при комнатной температуре. Этим можно поддерживать стабильность кубитов в чрезвычайно холодной среде.
Из чего состоит материал?
Материал состоит из двух компонентов: аминоферроцена, металлоорганического соединения с железом, и оксида графена. Графен — монослой углерода, устроенный в сотовую структуру. Оксид графена — модифицированная форма графена с кислородными функциональными группами.
Полученный материал – результат не только соединения этих двух веществ, но и способа его создания. Элементы собирались постепенно, а не соединялись сразу. Сборка заключалась в размещении аминоферроцена между двумя листами оксида графена. Этот метод позволил получить материал, который в 100 раз магнитнее чистого железа.