Квантовые чипы из карбида кремния: как новая разработка России перевернёт квантовые технологии

Новые квантовые чипы, которые разрабатываются в Казани, могут стать настоящей революцией в области квантовых технологий. Исследования, проведённые учеными Казанского федерального университета (КФУ), открывают перспективы для создания масштабируемых и надежных устройств, которые значительно улучшат работу квантовых коммуникаций и сетей. Уникальность их подхода заключается в использовании карбида кремния — полупроводника, который уже активно применяется в промышленности. Это дает ученым возможность создавать чипы, которые можно будет производить на широкомасштабном уровне. Важным моментом является то, что технологии, необходимые для работы с этим материалом, давно освоены, что ускоряет весь процесс.

Карбид кремния: новый герой квантовых технологий

Карбид кремния — материал, который раньше использовался в основном в промышленности, теперь приобретает совершенно новое значение. В отличие от алмаза, который ограничен маленькими кристаллами и труден в массовом производстве, карбид кремния можно выращивать в промышленных масштабах. Это открывает дорогу к созданию квантовых чипов, которые можно будет интегрировать в реальные системы. И самое главное — для этого можно применять привычные методы работы с полупроводниками, такие как литография и ионная имплантация. Таким образом, казанские ученые значительно ускоряют процесс производства квантовых устройств, которые будут надежными и высокоинтегрированными.

Какие характеристики делают эти чипы уникальными?

Одной из самых ярких особенностей новой разработки является высокая эффективность преобразования оптического излучения в спиновую намагниченность. Экспериментальные данные показывают, что коэффициент этого преобразования почти равен единице — 0,999. Это открывает путь для создания уникальных связующих звеньев между спиновыми центрами и фотонами, что крайне важно для квантовых коммуникаций и хранения квантовой информации. А если учесть, что спиновые дефекты в карбиде кремния могут жить до нескольких секунд, это существенно увеличивает стабильность квантовых вычислений и передачи данных.

Перспективы для квантовой связи: инфракрасная зона и длинные расстояния

Юлия Ермакова, одна из участниц проекта, также отметила важную деталь: оптические переходы в карбиде кремния происходят в ближней инфракрасной области, что значительно расширяет возможности для квантовой связи на большие расстояния. Это открывает совершенно новые горизонты для безопасной и быстрой передачи данных на огромные дистанции. Всё это вкупе с возможностью массового производства квантовых чипов на карбиде кремния даёт нам надежду на создание настоящих квантовых сетей, которые смогут работать на совершенно новом уровне.