Ученые Казанского федерального университета выяснили, что карбид кремния — один из самых перспективных материалов для квантовых технологий. Исследование, посвященное созданию устойчивой квантовой памяти, провели в Казани, сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Об этом рассказывает издание ТАСС.
Руководитель авторского коллектива Фадис Мурзаханов отметил: главный вывод работы — полное подтверждение статуса карбида кремния как одной из лучших сред для квантовых технологий. Квантовая память нужна для защищенных каналов связи и узлов хранения информации. Проблема в том, что квантовые системы крайне нестабильны: внешние поля и атомные шумы могут мгновенно уничтожить записанные данные.
В ходе эксперимента ученые управляли ядрами дальних атомов углерода-13 в кристалле карбида кремния. Эти ядра инертны и устойчивы к внешним воздействиям, что упрощает работу без сложной изотопной очистки. Кристалл частично модифицировали немагнитными изотопами кремния-28.
С использованием NV-центров в алмазе впервые получили ядерные осцилляции Рабби на дальних атомах углерода-13. Это подтверждает полный контроль над их квантовым состоянием. Также зафиксировали перераспределение интенсивностей на линиях азота-14 и установили косвенную магнитную связь между ядрами азота и углерода.
Мурзаханов пояснил: результаты закладывают основу для долговечной квантовой памяти. В мире идет переход от нестабильных электронных кубитов к долгоживущим ядерным системам. Ядра атомов хранят данные дольше, и углерод-13 может стать надежным «сейфом» для квантовой информации.
Карбид кремния уже выпускается промышленно — из него делают силовую электронику для зарядных станций и автомобилей. Авторы надеются, что квантовые свойства материала удастся использовать в реальных компонентах памяти без уникального лабораторного оборудования. В планах — объединить электронные кубиты с ядрами углерода в многокубитные регистры. Результаты опубликованы в The Journal of Physical Chemistry Letters.