Как известно, запутанные квантовые состояния частиц лежат в основе любых квантовых технологий. И чем больше частиц удастся запутать, тем мощнее получится квантовый вычислитель. Однако создать такие квантовые состояния, а потом еще и манипулировать ими очень трудно, поскольку взаимодействие квантовых частиц со своим окружением быстро возвращает все к исходному состоянию.
Рекорд здесь принадлежит системам из ионов кальция, которых удалось запутать сразу восемь, и фотонам, которых пока запутали только пять.
Системе из ядер атомов углерода вроде бы далеко до этих показателей - их удалось запутать лишь три, зато она работает при комнатной температуре и остается запутанной в течение миллисекунд, что уже позволяет выполнить достаточно сложные квантовые расчеты.
Этот метод создания запутанных состояний нельзя считать совершенно новым. Ученые использовали синтетический алмаз с большим процентом атомов изотопа углерода-13. В некоторых узлах кристаллической решетки атомы углерода замещали атомами азота, которые создавали дефекты с одним лишним электроном. Поскольку лишний электрон азота активно взаимодействует с соседними ядрами атомов углерода, облучение его лазером позволяло загнать ядро углерода в нужное квантовое состояние, а затем импульсами магнитного поля на радиочастотах перепутывать квантовые состояния соседних ядер. Эта технология похожа на хорошо известную технику ядерного магнитного резонанса и во многом заимствует ее достижения. В то же время она вынуждена использовать лишние электроны азота в качестве своеобразных посредников, что заметно усложняет метод и мешает запутать большее количество ядер.
Исследователи, однако, не сдаются. Уж больно хорош алмаз в качестве основы для квантовых вычислений. И в ближайших планах научной группы - перепутать пять или даже шесть ядер атомов углерода, обставив по этому показателю фотоны. ГА