Успехи физических наук

В.А. Садовничий

Н.А. Винокуров, М.В. Данилов, А.С. Кузьмин, Е.Б. Левичев, П.В. Логачев, А.И. Мильштейн, В.В. Пархомчук, П.Н. Пахлов, А.Н. Скринский, Ю.А. Тихонов, М.П. Федорук, Б.А. Шварц

М.В. Дорохин, М.В. Ведь, П.Б. Дёмина, Ю.М. Кузнецов, А.В. Кудрин, А.В. Здоровейщев, Д.А. Здоровейщев, Н.В. Байдусь, И.Л. Калентьева

Рассмотрены фундаментальные физические принципы, лежащие в основе работы базовых элементов спинтроники: эффект гигантского магнетосопротивления, инжекция спин-поляризованных носителей заряда из намагниченного ферромагнитного электрода, излучательная рекомбинация в полупроводниках с участием спин-поляризованных носителей. Сформирована и исследована интегральная структура на основе GaAs (магниторезистивный спиновый светоизлучающий диод), в которой реализованы все вышеперечисленные явления. С точки зрения электрической схемы рассмотренный прибор представлял собой последовательно соединённые магниторезистивный элемент и светоизлучающий диод на основе системы металл/туннельно-тонкий диэлектрик/полупроводник. Показано, что магнитное поле, направленное в плоскости слоёв, изменяет состояние магниторезистивного элемента (высокое или низкое сопротивление) и тем самым позволяет управлять интенсивностью электролюминесценции. Магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости слоёв, обеспечивает намагничивание магнитного контакта светоизлучающего диода и спиновую инжекцию, сопровождающуюся испусканием циркулярно поляризованного света. В результате сформирован прибор, который может находиться в четырёх устойчивых магнитных состояниях (высокая—низкая интенсивность, "положительная"—"отрицательная" циркулярная поляризация). Подобная структура может выступить в качестве основы для элементов магнитной записи и передачи информации, в которых четыре устойчивых состояния формируют четверичную логику вместо бинарной.

И.В. Заливако, Н.В. Семенин, Н.О. Жаднов, К.П. Галстян, П.А. Каменских, В.Н. Смирнов, А.Е. Корольков, П.Л. Сидоров, А.С. Борисенко, Ю.П. Аносов, И.А. Семериков, К.Ю. Хабарова, Н.Н. Колачевский

Ультрахолодные ионы являются одной из наиболее успешно развивающихся физических платформ в области квантовых вычислений:  высокое время когерентности и качество операций обеспечили на сегодняшний день лидерство по показателю квантового объёма  (221) по  сравнению с другими системами, например сверхпроводниковой платформой (максимально продемонстрированный квантовый объём 29). На ионных квантовых вычислителях выполнены самые глубокие на сегодняшний день бенчмаркинговые алгоритмы и успешно продемонстрированы алгоритмы коррекции ошибок, что открывает перспективу перехода из сегодняшней эры "шумных квантовых процессоров" (NISQ) в следующую эпоху.  В России направление  ионных квантовых компьютеров начало активно развиваться с появлением Дорожной карты "Квантовые вычисления", стартовавшей в 2020 г. В данном обзоре представлены основные принципы работы ионного квантового компьютера, обзор современных мировых достижений в этой области, а также основные результаты нашей группы, полученные в ходе реализации Дорожной карты.

В.В. Белокуров, П.А. Форш