Учёные создали наноустройство для квантовой связи при комнатной температуре

Современные квантовые компьютеры требуют охлаждения почти до абсолютного нуля (-273 °C), что делает их громоздкими и дорогими. Новое устройство, описанное в журнале Nature Communications, использует тонкий слой диселенида молибдена (MoSe₂), нанесённый на наноструктурированную кремниевую подложку.

«Материал не новый, но способ его использования — инновационный», — говорит профессор Дженнифер Дионн, старший автор исследования. По её словам, устройство обеспечивает стабильную связь между спинами фотонов и электронов — теоретическую основу квантовой связи.

Ключевую роль играют кремниевые наноструктуры, которые создают «закрученный свет» — фотоны, вращающиеся по спирали. «Мы можем использовать эти вращающиеся фотоны, чтобы передать спин электронам, которые являются сердцем квантовых вычислений», — объясняет постдок Фэн Пан, первый автор работы.

Этот «закрученный свет» может запутываться со спином электронов, создавая кубиты — базовые единицы квантовой информации. Работа при комнатной температуре устраняет необходимость в сложном и дорогом сверхглубоком охлаждении, что является большим шагом вперёд.

Учёные продолжают совершенствовать устройство и изучают другие материалы, чтобы улучшить его производительность. Их долгосрочная цель — миниатюризировать квантовые системы настолько, чтобы их можно было встраивать в повседневные устройства.

«Если у нас получится, возможно, когда-нибудь мы сможем делать квантовые вычисления в смартфоне, — улыбается Фэн Пан. — Но это план на 10 и более лет».