Искусственные атомы, создаваемые в материалах наподобие арсенида галлия, обладают способностью находиться только в двух энергетических состояниях. Однако, графеновые искусственные атомы, за счет высокого уровня симметрии кристаллической решетки графена, могут находиться в четырех квантовых состояниях. Это открывает новые пути для реализации технологий хранения и обработки квантовой информации, однако, дело создания контролируемых в достаточной степени графеновых искусственных атомов является весьма и весьма сложным занятием, пишут Новости ИТ
Одним из распространенных путей создания искусственных ато 1000 мов является заключение свободного электрона внутри тонкого слоя материала. Такой подход работает и в отношении графена, материала, изначально имеющего одноатомную толщину. Однако, симметрия кристаллической решетки графена нарушается на краях этого материала, которые не могут быть абсолютно гладкими по определению. И это становится причиной, что вместо четырех, графеновый искусственный атом может находиться в обычных двух квантовых состояниях.
Поэтому путь заключения электронов внутри маленьких частиц плоской графеновой пленки не очень подходит для создания графеновых искусственных атомов. Для этого более подходит использование комбинации магнитных и электрических полей. При помощи наконечника туннельного микроскопа электрическое поле может быть сосредоточено в крошечной локальной области поверхности графена, создавая ловушку, способную удерживать низкоэнергетические электроны. А воздействие магнитного поля с определенными параметрами заставляет эти электроны вращаться по орбитам с очень малым радиусом.
Графеновые искусственные атомы демонстрируют ряд достаточно неординарных свойств. Электроны этих атомов сохраняются в состоянии квантовой суперпозиции в течение длительного промежутка времени, что делает их идеальным вариантом для работы в качестве квантовых битов, кубитов, квантовых вычислительных систем. Помимо этого, используя один и тот же метод можно создавать сколь угодно большое количество искусственных атомов на кристалле одного чипа, что позволит создавать квантовые процессоры, насчитывающие сколь угодно большое количество кубитов и обладающие поистине неограниченной вычислительной мощностью.
