🇺🇸 Горизонты технологий. Квантовые вычисления. Микроэлектроника. США

В Калифорнийском университете обнаружили дефект в кремнии, который может стать основой для создания практических квантовых устройств

Речь идет о так называемых CN-центрах. Это кубит, состоящий из атомов углерода и азота, не содержащий водорода.

Чем он лучше других?

🎓 Кубиты на основе дефектов кристаллической решётки (как знаменитый NV-центр в алмазе) считаются одними из самых перспективных благодаря способности излучать одиночные фотоны и взаимодействовать с электронами. Ключевая проблема - интеграция таких центров в традиционные кремниевые технологии.

До недавнего времени основным кандидатом в кремнии был так называемый T-центр (содержит углерод и водород). Его главные достоинства - это долгое хранение квантовой информации (сопоставимо с NV-центрами) и излучение в "телеком-диапазоне", что критически важно для передачи данных по оптоволокну без потерь.

Но водород делает структуру избыточно хрупкой и чувствительной к условиям производства, что затрудняет создание надёжных и воспроизводимых устройств в промышленных масштабах.

CN-центр сохраняет ключевые свойства T-центра: излучает в телеком-диапазоне и обладает структурной стабильностью, при этом, согласно моделированию, более устойчив и потому более подходит к практическому применению.

Группа профессора Криса Ван де Валле использовала компьютерные симуляции для моделирования дефекта на атомном уровне. Такой подход позволяет предсказывать свойства материалов, ещё не созданных экспериментально.

Американские ученые утверждают, что это открытие открывает путь к созданию квантовых сетей и устройств связи, совместимых с существующей телекоммуникационной инфраструктурой — и всё это на базе проверенного и массового материала.

@RUSmicro, UC Santa Barbara, Physical Review B (DOI: 10.1103/PhysRevB.111.085305, картинка - Phys.org