Ученые научились контролировать ток настолько точно, что могут передавать индивидуальные электроны. Это достижение — ключ к созданию квантовых компьютеров будущего.
Минимальный ток: Одинокий электрон

В гонке разработчиков новейших — миниатюрных и сверхмощных — вычислительных систем квантовый компьютер — своего рода «Святой Грааль», обещающий невероятную производительность, лежащую далеко за пределами существующих технологий, а также минимальное потребление энергии и совсем небольшие размеры.

Ключевой момент этой технологии — способность субатомных частиц существовать одновременно в нескольких состояниях и за счет этого участвовать одновременно в нескольких вычислительных потоках. Однако серьезной сложностью в ее практической реализации остается контроль над потоком одиночных электронов или фотонов, передающих информацию. Фотоны требуют сложной установки с лазерами, сплиттерами, поляризаторами и т. п. Электронам достаточно проводника — но получение одиночного электрона и управление им — весьма нетривиальная задача.

Наконец, команда французских ученых во главе с Кристианом Глаттли (Christian Glattli) продемонстрировала миниатюрное устройство, способное передавать одиночные электроны через проводящую среду — двумерный электронный газ (2-Dimensional Electron Gas, 2DEG), — с частотой около 1 наносекунды. Прохождение сквозь него никак не влияет на состояние электрона, так что он может служить в качестве информационной единицы квантового компьютера. Разработчики создали крохотную изолированную камеру — «квантовую точку» — приложение электричества к которой вызывает прохождение 1 электрона через заполняющий ее 2DEG. Следующим шагом ученых станет создание механизмов контроля за движением единичных электронов внутри таких ячеек, а также разработка соответствующего детектора. Временнóе разрешение сегодняшних детекторов должно быть увеличено примерно в 10 раз.

Между тем, о создании первого квантового компьютера уже сообщала компания D-Wave Systems, хотя ее заявление эксперты нашли несколько странным. Читайте об этом: «Скоро ли революция?».

По информации Science