МОСКВА, 14 января. /ТАСС/. Зарубежные физики создали подход, позволяющий манипулировать квантовыми свойствами одиночных атомов внутри кремниевых чипов таким образом, что те начинают вести себя как квантовый аналог «кота Шредингера». Открытие ускорит создание помехоустойчивых квантовых компьютеров, сообщила пресс-служба австралийского Университета Нового Южного Уэльса (UNSW).
«Как говорится у кошки девять жизней и одной царапиной ее не убить. У нашей же “квантовой кошки” семь жизней — чтобы записанное в ней значение случайным образом изменилось с нуля на единицу, она должна пережить семь подряд случайных сбоев. Это выгодно отличает ее от уже существующих кубитов, теряющих записанную информацию уже после одной логической ошибки», — пояснил научный сотрудник UNSW Юй Си, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают специалисты, полученный ими «кот Шредингера» представляет собой одиночный атом сурьмы-123, встроенный внутрь особого кремниевого чипа, содержащего в себе большое число контактов и микроволновых антенн и излучателей. Эти структуры позволяют считывать и записывать информацию, которая кодируется в своеобразной магнитной оси вращения ядра атома.
«Сурьма обладает тяжелым ядром, для которого характерен очень большой магнитный момент. Благодаря этому, его спин, своеобразное направление магнитной оси ядра, может занимать восемь разных положений, а не два, как это характерно для других частиц. Это кардинальным образом меняет поведение системы на квантовом уровне в том случае, если мы пытаемся одновременно закодировать в ней два противоположных направления спина», — добавил Юй Си.
Квантовые свойства, как объясняет физик, характерны для «кота Шредингера», который одновременно находится в двух взаимоисключающих состояниях — в живой и мертвой форме. Это говорит о том, что созданная учеными установка содержит в себе полноценный одноатомный аналог «кота Шредингера», который можно использовать для хранения информации и ее защиты от случайных сбоев в работе квантового компьютера.
Последнее связано с тем, что «кот Шредингера» изменит свое состояние на противоположное только в том случае, если квантовый компьютер совершит сразу семь последовательных случайных ошибок при работе с этой ячейкой памяти. Вероятность этого значительно меньше, чем шансы на появление одиночных или двойных случайных ошибок, что в перспективе защитит квантовый компьютер от появления сбоев в процессе его работы и позволит ему вести вычисления значительно дольше, подытожили специалисты.
О коте Шредингера.
«Кот Шредингера» представляет собой «участника» мысленного эксперимента, который был сформулирован в 1935 году Эрвином Шредингером. Для демонстрации абсурдности квантовой механики он предложил поместить в закрытый ящик кота и механизм, открывающий емкость с ядом в случае распада радиоактивного атома.
Это событие может произойти в любой произвольный момент времени, после чего животное погибнет, однако ученые не могут предугадать этого или узнать, что кот умер, не открыв ящик. По этой причине, кот будет одновременно и живым, и мертвым, если рассматривать ситуацию в соответствии с принципами квантовой физики. Корректность этого предположения была тысячи раз доказана физиками для большого числа разных квантовых объектов.
