Учёные из Европейского союза завершили проект по использованию в качестве спиновых кубитов дырок вместо электронов в полупроводниках. Два года исследований позволили добиться квантовых эффектов запутанности и управления дырками в тонких слоях полупроводниковых соединений. Дырки реагируют на более слабые магнитные поля, что позволяет снизить шумы в квантовых компьютерах и создать вычислители с большим числом кубитов.
Источник изображения: Pixabay/CC0 Public Domain
Вопросом использования в качестве кубитов дырок — положительно заряженных квазичастиц с зарядом, равным заряду электрона — учёные занимались в проекте MaGnum (Majorana bound states in Ge/SiGe heterostructures), который завершён в марте 2021 года. Проект признан успешным, поскольку в ходе лабораторных экспериментов созданы многослойные тонкоплёночные структуры со спиновыми кубитами из дырок.
Учёные из соединения германия и кремния создали практически двумерную среду для ограниченного перемещения дырок. Внешние оболочки среды (слоя) были из кремния, на котором изготовили затворы для управления дырками — фактически транзисторы. Подача напряжения на затворы генерировала электромагнитные поля в соединении. Поля заставляли дырки в двумерном слое так или иначе проявлять себя и взаимодействовать друг с другом.
Дырки обладают практически полным набором квантово-механических свойств как у электрона. Они точно также несут спин и взаимодействуют друг с другом при сближении. Но для управления дырками требуется всего 10 мТл напряжённости магнитного поля, что намного меньше, чем для управления электронами. Это крайне критично для криогенной спинтроники, которая плохо переносит сильные магнитные поля. Поэтому дырки могут оказаться отличными кандидатами в кубиты для квантовых компьютеров на полупроводниках.
Подпишись: