Исследователи нашли сотни 2D-материалов для создания стабильных квантовых битов
Ученые из Чикагского университета разработали вычислительную стратегию для поиска двумерных материалов, способных долго сохранять квантовое состояние — так называемое время когерентности кубитов. Это ключевой параметр для создания квантовых сенсоров и процессоров.
Новый подход, описанный в журнале npj 2D Materials and Applications, позволил проанализировать тысячи комбинаций 2D-материалов и подложек. С помощью автоматизированного моделирования команда рассчитала время спиновой когерентности для более чем тысячи монослоев.
В результате было обнаружено 189 материалов, которые теоретически могут обеспечить более долгую когерентность, чем алмаз, часто используемый для спиновых кубитов. Особенно перспективными оказались дисульфид вольфрама (WS₂) и некоторые ауро-оксиселениды, с прогнозируемым временем когерентности в десятки миллисекунд.
Исследование также показало критическую важность выбора подложки. Некоторые материалы, такие как оксид церия или оксид кальция с низким ядерно-спиновым шумом, помогают сохранить высокую когерентность 2D-материала. Было проанализировано более 1500 комбинаций «материал-подложка».
Для ускорения поиска ученые также создали аналитические модели, которые позволяют быстро оценивать время когерентности без дорогостоящего моделирования. С их помощью был расширен поиск почти на 5000 материалов из публичных баз данных, выявив более 500 новых кандидатов.
Как отметила старший автор работы, профессор Джулия Галли, такой подход превращает поиск идеальных материалов из метода проб и ошибок в целенаправленный анализ огромного пространства возможностей, что приближает создание масштабируемых квантовых устройств.
0 комментариев