Разработчики квантовых компьютеров по всему миру исследуют различные технологии кубитов и пока не пришли к единому мнению насчет того, какая из них лучше подходит для раскрытия потенциала квантовых вычислений. Для корректной работы кубиты должны обладать способностью надежно хранить и оперативно обрабатывать информацию. Фундамент быстрой обработки информации — стабильные и быстрые взаимодействия между большим числом кубитов, состояния которых можно точно контролировать извне.

В поисках решения проблемы соединения и упорядочивания тысяч кубитов исследователи из Университета Базеля обратились к кубиту, который использует спин (собственный кинетический момент) электрона или дырки. Дырка — это, по сути, отсутствие электрона в полупроводнике, пишет Science Daily. Те и другие обладают спином, который может принимать одно из двух состояний: вверх или вниз. По сравнению с спином электрона спин дырки можно контролировать без дополнительных компонентов вроде микромагнитов на чипе.

Два года назад базельские физики показали, что спины дырок можно улавливать и использовать как кубиты. Теперь же команда Андреаса Кульмана успешно достигла управляемого взаимодействия между двумя такими кубитами. Результаты эксперимента были подкреплены последующим моделированием. Исследователи пришли к выводу, что наблюдаемая анизотропность обмена энергией между дырками делает возможным двухкубитные логические вентили без обычного выбора между надежностью и быстродействием.

«Спины дырок позволяют нам создавать быстрые и надежные двухкубитные логические вентили, — заявил Кульман. — А теперь этот принцип дает возможность соединить большое количество пар кубитов».

Нестабильность критически важных квантовых процессов препятствует развитию квантовых вычислительных машин на сверхпроводящих кубитах. Ученые из США сделали важный шаг вперед, получив сверхпроводящие кубиты, сохраняющие информацию на протяжении 1,43 миллисекунды, на порядок улучшив предыдущий рекорд.