Новые молекулы для квантовых компьютеров сохраняют квантовое состояние до 4 микросекунд

Химики из России и Японии синтезировали металлорганические комплексы, которые могут стать основой для кубитов — логических ячеек квантовых процессоров. В таких устройствах информация кодируется не в битах, а в поведении магнитных моментов электронов, способных находиться в суперпозиции состояний.

Исследователи из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН, Института физики твердого тела РАН и Киотского университета получили соединения на основе фталоцианинов — синтетических молекул, напоминающих по структуре природные пигменты. Внутри этих «плоских шайб» разместили атомы ванадия, меди или олова.

Комплексы с ванадием и медью содержат неспаренные электроны, которые ведут себя как крошечные магнитные стрелки. Эксперименты показали, что в таких соединениях электроны подчиняются квантовым законам: их состояния становятся взаимозависимыми, а неопределенность сохраняется достаточно долго для выполнения вычислений.

Время квантовой когерентности новых комплексов достигло 4 микросекунд — это в сотни раз превышает длительность управляющего импульса. Авторы отмечают, что на примере комплекса ванадия удалось выяснить: время жизни когерентности зависит от способа приготовления образца. В перспективе планируется модифицировать соединения, чтобы увеличить этот показатель.