ЭВМ будущего: В России создадут «плоские» квантовые компьютеры

Фото: flickr.com/IBM Research

Российские ученые сделали открытие, способное стать основой для суперстабильных квантовых компьютеров будущего.

В Московском Физтехе и Институте теоретической физики РАН выяснили, как ведут себя примеси внутри так называемых топологических изоляторов – «плоских» проводников тока, свойства которых в последнее время активно изучают физики по всему миру.

Но именно российским ученым удалось открыть необычную форму взаимодействия между атомами, которая раньше не предсказывалась и отсутствует в «обычных» проводниках и полупроводниках. Об этом сообщает портал «atomic-energy» со ссылкой на журнал Physical Review B.

Дело в том, что топологические изоляторы – сравнительно новый класс материалов, которые проводят электрический ток только на поверхности, а внутри остаются диэлектриками-изоляторами или полупроводниками.

Физики уверены: электроны в этом поверхностном слое ведут себя на редкость стабильно, что позволяет использовать их в качестве крайне надежного хранилища информации при создании квантовых компьютеров.

Однако идеальных топологических изоляторов не существует, поскольку внутри них всегда могут существовать различные примеси, влияющие на движение электронов. Например, вкрапления атомов с ненулевым магнитным моментом способны создавать магнитные поля и перенаправлять электроны.

Влияние этих атомов в случае обычных материалов – металлов, полупроводников и изоляторов – изучено еще в XX веке, но их поведение в топологических изоляторах науке пока неизвестно. Именно это и стало предметом изучение российских исследователей, которые просчитали эффекты, возникающие в топологическом изоляторе при попадании туда атома или марганца.

Таким образом российские специалисты выяснили, как меняется поведение электронов и их взаимодействие друг с другом. И несмотря на то, что результаты исследований теоретические и практического применения не имеют, они важны для дальнейших исследований и в конечном итоге приближают наших ученых к созданию квантовых компьютеров.