Технологии
Прочее
24.06.2008, 00:00

Письмо квантовыми точками: Еще шаг к компьютеру-мечте

Швейцарские физики создали связанные квантовые точки, в которых сумели «запереть» отдельные электроны, и научились «настраивать» их свойства лазерным лучом. Все это было бы слишком отвлеченно, если б не являлось очередным шагом к созданию почти невероятных квантовых компьютеров.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В своих опытах группа ученых под руководством Этака Имамоглу (Atac Imamoglu) использовала арсенид галлия — известный полупроводник. Вырастив кристалл из этого материала, они нанесли на его поверхность пару тончайших слоев арсенидов индия и галлия, в которых и сформировались квантовые точки. Это, в общем-то, пузырьки, в которые можно внедрить элементы проводимости — электроны, причем пузырьки достаточно маленькие для того, чтобы в них электроны проявляли квантовые эффекты. Как говорит один из авторов исследования, «Эти точки — что-то вроде искусственных атомов, только крупнее, а две связанные точки — нечто наподобие молекулы».

Главная интрига состоит в том, что квантовые точки — один из главных кандидатов на роль несущих информацию единиц в крайне перспективных квантовых компьютерах. Если в обычном компьютере единицей информации служит бит, способный принимать значения 0 или 1, то в квантовом эту роль исполняет кубит, способный принимать значения 0, 1 или «неопределенное» (то есть, и 0 и 1 одновременно). Физический носитель здесь — электрон, спин которого может иметь одновременно обе ориентации. Кубиты обладают свойством взаимозависимости: операция над одним кубитом затронет одновременно целую группу кубитов. Теоретически это даст квантовым компьютерам беспрецедентную скорость вычислений, на порядки превосходящую возможности современных суперкомпьютеров.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Чтобы изучить созданную ими систему, швейцарские ученые использовали пары связанных квантовых точек, свойства которых взаимозависимы. Каждый электрон, запертый в такой квантовой точке, работает, как своего рода «квантовый магнит», обладающий определенными свойствами — в том числе, и собственным спином (упрощенно говоря, вращением в ту или иную сторону). С помощью лазерного луча меняя свойства одного электрона в одной из связанных квантовых точек, ученые показали, что они меняются и в другой. С высокой точностью они научились устанавливать нужный спин — то есть, записывать информацию, и считывать ее. Заметим, что технологически эта сложнейшая процедура пока еще далека от совершенства и тем более от использования в настольных системах наподобие современных ПК.

Большинство специалистов сходятся в том, что рабочий квантовый компьютер не удастся создать ранее 2030 г. Между тем, в прошлом году одна компания уже продемонстрировала рабочий прототип такого инструмента — правда, всего на 28 кубит: «Скоро ли революция?».