Германската компания NVision представи работещ молекулярен кубит — квантов бит, чиято информация се носи от електронния спин на отделна органична молекула, вместо от атом. Това решение обещава комбинация от висока мощност, бързо управление и по-лесно мащабиране.
Изследователите показаха контрол върху спина на единична молекула и оптично отчитане на нейното състояние, което доказва работоспособността на концепцията и отваря път за интегриране с фотонни чипове.
Как работи молекулярният кубит
В основата на системата е карбен — органично съединение с въглероден атом, носител на два несдвоени електрона. Молекулата е стабилизирана в кристална матрица от структурно подобно органично съединение.
Експериментите се провеждат при температура 4,5 K (приблизително −268,7 °C). Молекулата се възбужда с лазер, а излъчените фотони се регистрират. Отделната оптична линия има ширина 38 MHz, а централната ѝ честота остава стабилна повече от час с дрейф около 2,4–2,6 MHz.
Електронният спин се манипулира чрез микровълнови импулси, като постигнатото време на кохерентност е 2,2 ms.
Интеграция с фотонни схеми и мащабиране
Следващата стъпка е интегриране на молекулярните кубити с фотонни интегрални схеми, които насочват и обработват светлината върху чип. За целта NVision си партнира с американската HyperLight, която работи с фотоника, базирана на тънкослоен литиев ниобат.
Молекулярният материал може да бъде нанесен като тънък слой директно върху фотонните чипове. Според NVision архитектурата е проектирана да издържа на загуба до 70% от фотоните, което би позволило използване на стандартна силициева фотоника и производство в съществуващи фабрики без промени по линиите.
Предлаганите предимства включват възможност за създаване на дискретни масиви от кубити, които не се влияят силно от интерфейси или съседни елементи, както и конфигуриране на множество квантови състояния в рамките на една молекула.
Органичните филми, съдържащи кубитите, се нанасят лесно върху фотонни схеми, а наличните производствени мощности вече разполагат с техника за такива процеси, посочват разработчиците.
Разработката се представя като решение, което може да комбинира предимствата на оптично свързаните фотонни системи и компактността на органичните молекули, сравнявано по мащабност с ранните етапи на OLED технологиите за дисплеи.
Следващата цел на NVision е да мащабира системата до 1000 физически кубита, с последващ преход към 1000 устойчиви на грешки (логически) кубита до 2030 г.
КОМЕНТАРИ (0)