Дефекты алмазов могут служить кубитами

Ученые использовали вакансии, возникающие в алмазе из-за встраивания в его кристаллическую решетку атомов азота - основной элементной примеси этого минерала, сообщает Science.

Вакансии, вызванные отсутствием четвертой ковалентной связи у атома азота, искажают электронную структуру алмаза. Они ассоциированы с электронами, которые способны свободно перемещаться в пределах соседних атомов.

Исследователи воспользовались такой подвижностью, задействуя электроны в в качестве канала связи между кубитами. В качестве физической системы, представляющей кубиты, выступали ориентации спинов двух ядер углерода-13, находящихся рядом с вакансией.

Ученые манипулировали состояниями электронов и ядер, воздействуя на электроны микроволновым полем, а затем наблюдая эффект в виде изменений радиочастотных характеристик прилегающих ядер. Им удалось создать контролируемые двухчастичные и трехчастичные связанные квантовые состояния.

Связанное состояние двух ядер сохранялось на протяжении нескольких миллисекунд, а двух ядер и электрона - нескольких сотен микросекунд, пишет Ars Technica. По мнению ученых, такая большая длительность обеспечивает возможность создания на основе алмазных вакансий не только квантового процессора, но и систем квантовой памяти.