Новая ионная ловушка ускорит создание квантовых компьютеров

Физики из Национального института стандартов и технологий США (NIST) спроектировали и изготовили новую электромагнитную ловушку для ионов, доступную для массового производства и позволяющую создавать квантовые компьютеры для практического использования, сообщает ScienceDaily.

Новая ловушка поможет ученым преодолеть самый существенный барьер, препятствующий в настоящее время созданию рабочего квантового компьютера, — согласовать пропорции компонентов и процессов, которые успешно функционируют по отдельности. Ионы являются многообещающими кандидатами для использования их в качестве квантовых битов информации, так называемых q-битах (qubits), в квантовых компьютерах.

Разработка NIST является первой эффективно работающей ионной ловушкой, в которой все электроды расположены в одном горизонтальном слое. Таким образом, создается «геометрия чипа», которую намного легче изготовить серийно, чем предыдущие ионные ловушки с двумя или тремя слоями электродов. Новая ловушка с использованием золотых электродов, захватывающая ионы на расстоянии приблизительно 40 мкм выше электродов, была изготовлена по стандартной микротехнологии.

Ученые NIST сообщают, что их устройство может захватить 12 ионов магния, не выделяя при этом большого количества тепла из-за колебаний напряжения электрода. Это важное свойство, поскольку именно перегрев ограничивал перспективы практического использования предыдущих микроловушек.

Физики NIST планируют в ближайшее время создать однослойные ловушки с более сложными структурами, в которых при помощи лазера можно будет управлять 10 — 15 ионами для выполнения необходимых логических операций.