Исследователи из Черноголовки и Киотского университета получили новые химические соединения, которые могут стать основой для сверхбыстрых квантовых компьютеров. Речь идет о металлорганических комплексах на базе фталоцианинов — синтетических молекул, напоминающих по структуре природные пигменты. Об этом пишет издание InScience.
Ученые взяли три металла: ванадий, медь и олово. С оловом получилось нейтральное соединение без магнитных свойств, а комплексы с ванадием и медью оказались гораздо интереснее. В них есть неспаренные электроны, которые ведут себя как крошечные стрелки компаса — это носители информации.
Авторам удалось доказать, что в созданных комплексах эти магнитные стрелки подчиняются квантовым законам. Они могут смотреть одновременно в разные стороны, сохраняя состояние неопределенности. Атомы внутри комплекса чувствуют друг друга, их состояния становятся взаимозависимыми. Такая коллективная нечеткость держится достаточно долго для использования в расчетах.
Новые соединения сохраняли квантовую когерентность до 4 микросекунд. Для физики микроскопического мира это огромный срок, в сотни раз превышающий время стандартного управляющего импульса. Это позволяет говорить о перспективных кандидатах для создания кубитов — логических ячеек квантового компьютера.
Руководитель проекта, доктор химических наук Максим Фараонов из ФИЦ ПХФ и МХ РАН пояснил: исследование может стать толчком для создания ультраминиатюрных устройств — сверхплотных носителей информации, элементов квантовой памяти, сенсоров и переключателей. В дальнейшем ученые планируют модифицировать комплексы, чтобы увеличить время квантовой когерентности. Результаты опубликованы в журнале Dalton Transactions при поддержке РНФ.