Золото может стать ключевой платформой для квантовых технологий: сразу два крупных научных центра — Пенсильванский университет и Университет Торонто — демонстрируют многообещающие результаты в работе с этим металлом. Исследования идут при спонсорской поддержке компании Delta Gold Technologies, делающей ставку на наноразмерное золото как основу для квантовых вычислений, сенсоров и связи.
В Пенсильванском университете ученые работают с золотыми нанокластерами радиусом около 9 ангстремов — меньше одного нанометра. На таком масштабе электронный спин ведет себя как «суператом», эту особенность используют для кодирования квантовой информации. Ключевой результат — спиновая поляризация примерно в 40%, рекордная для конденсированных квантовых систем.
Примерно 40‑процентная спиновая поляризация, которую мы зафиксировали, не достигалась ни в одной другой известной мне системе материалов. Эта чистота критически важна: без выравнивания спинов операции по запутыванию и поддержанию когерентности либо не работают, либо требуют такой коррекции ошибок, что масштабирование становится непрактичным. Я считаю, что наша работа с Delta дает сообществу в области квантовой информации платформу, которую можно адаптировать под конкретную задачу.
Параллельно в Университете Торонто выращивают ультрачистые кристаллические пленки золота методом молекулярно‑пучковой эпитаксии — по одному атомному слою в сверхвысоком вакууме. В Торонто исследуют планарные структуры, в Пенсильвании — нанокластеры; оба направления перспективны для стабильных квантовых систем.
Практическое преимущество — синтез нанокластеров в граммовых количествах даже в доступных лабораториях, включая студенческие. Это выгодно отличает подход от платформ, требующих сложной инфраструктуры. Подтвержден спиново‑фотонный интерфейс на нескольких частотах — он открывает путь к квантовым сетям.
Delta Gold Technologies оформила патентные заявки на разработки Пенсильванского университета и готовит заявки по результатам Университета Торонто. Компания планирует расширить программу исследований до 6 миллионов долларов и выстроить партнерства с вузами Великобритании для создания международного центра компетенций. Результаты отражают серьезный прогресс на пути от лабораторных открытий к технологическим решениям.
Ранее Наука Mail рассказывала, что найден способ собирать сложные молекулы для лекарств с помощью золота.