Science: Учёные впервые запутали ядра атомов на кремниевом чипе

Учёные сообщили о важном достижении в области квантовых технологий: впервые получена запутанность между ядрами двух атомов на кремниевом чипе.

Этот результат открывает перспективу создания масштабируемых квантовых компьютеров.

Квантовая запутанность считается основой вычислений нового типа, однако её устойчивость осложнена воздействием помех. Исследователям приходится находить баланс между изоляцией носителей квантового состояния и возможностью управлять ими.

Ранее ядра удавалось запутывать, лишь размещая их в твёрдом теле на крайне малом расстоянии и связывая через один общий электрон. Такой метод ограничивал индивидуальный контроль и масштабируемость. В новой работе, опубликованной в журнале Science, группа Университета Нового Южного Уэльса применила иной подход: атомы фосфора были имплантированы в кремний, а каждому ядру был выделен собственный электрон. Взаимодействие этих электронов обеспечило удалённую связь между ядрами, создав канал для запутывания.

Эксперимент проводился при расстоянии между ядрами около 20 нм, что сопоставимо с современными параметрами транзисторов и указывает на совместимость метода с существующей кремниевой технологией. Такой подход делает возможным использование ядерных спинов как стабильных, защищённых от шумов кубитов и упрощает интеграцию в стандартные микросхемы. Исследователи называют это значимым шагом к созданию полноразмерных квантовых процессоров.