Исследователи из Черноголовки и Киотского университета синтезировали металлорганические соединения, которые могут лечь в основу процессоров квантовых компьютеров. В этих молекулярных комплексах магнитные моменты атомов (спины) способны ориентироваться одновременно в нескольких направлениях, а состояния разных атомов оказываются взаимно зависимыми. Такая согласованная неопределенность сохраняется достаточно долго для передачи информации в квантовых устройствах.
В пресс-службе Российского научного фонда сообщают, что современные компьютеры почти достигли предела производительности. Их мощностей часто не хватает для обработки огромных массивов данных и сложных вычислений. Квантовые процессы предлагают альтернативу: способность материалов находиться сразу в нескольких состояниях позволяет решать задачи вроде моделирования молекул для лекарств гораздо быстрее. Однако развитие тормозится — соединений, способных долго удерживать «двойственное» состояние, пока мало.
За основу химики взяли фталоцианины — синтетические органические вещества, по структуре напоминающие природные пигменты. Эти молекулы имеют форму плоского кольца и удерживают внутри атомы металлов, что позволяет настраивать их свойства. Хотя фталоцианины широко используются в производстве красителей, их квантовые свойства оставались не изучены.
Авторы синтезировали три комплекса — с ванадием, медью и оловом. Комплекс с оловом использовали как эталон: у этого металла нет неспаренного электрона. У ванадия и меди, напротив, есть по одному неспаренному электрону, спин которого служит носителем информации. В этих комплексах спины ведут себя как квантовые объекты, демонстрируя эффект когерентности. Оба материала поддерживали «неопределенность» до 4 микросекунд — в сотни раз дольше управляющего импульса, что делает их перспективными кандидатами для создания кубитов.
Руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Фараонов отметил, что исследование может стать толчком для создания элементов квантовой памяти. Ученые планируют модифицировать комплексы, чтобы увеличить время жизни когерентного состояния. Результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в США впервые запустили полноценную нейросеть на ионном квантовом компьютере.