Новый метод ускоряет отбор дефектов алмаза для квантовых компьютеров
Учёные из Принстонской лаборатории физики плазмы разработали вычислительный метод, который значительно ускоряет поиск алмазных материалов для квантовых компьютеров и сенсоров. Результаты опубликованы в журнале ACS Central Science, сообщает Самара онлайн 24. Об этом сообщает издание Togliatti24.
Ключевая проблема — сохранить хрупкие квантовые состояния в реальных условиях. Алмаз привлекателен тем, что часть его квантовых свойств работает при комнатной температуре. Полезные характеристики связаны не с идеальной решёткой, а с её дефектами: когда атом углерода отсутствует, заменён другим элементом или происходит и то и другое. Вокруг таких мест атомы могут образовывать кубиты — структуры для хранения и обработки квантовой информации.
Раньше расчёт поведения дефектов требовал огромных вычислительных ресурсов. Марк Мартирез предложил рассматривать не весь алмаз, а кластер из 16–30 атомов вокруг дефекта как отдельную молекулу. Это позволяет применять отработанные методы квантовой химии без потери точности.
Подход уже выявил перспективные дефекты с бором и кислородом. Кислородные излучают синий свет, борсодержащие — ультрафиолетовый, а азотно-вакансионный центр светится красным. Разные оптические свойства помогут объединять несколько типов кубитов в одном устройстве и воздействовать на нужную часть, не затрагивая остальные. Исследователь считает, что сочетание химии и физики твёрдого тела позволит проектировать кубиты для конкретных задач, как создают специализированные молекулы.
