Поддержка будет предоставляться в течение трех лет и составит 550 000 евро. Руководители проекта, профессор д-р Анжелика Кюнле и д-р Вольфганг Харнайт из Института физической химии Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU), были уведомлены о гранте в марте 2012 года. Этот проект является продолжением недавно завершенного более раннего проекта, который также финансировался Фондом Volkswagen. Общая цель проектов - продемонстрировать техническую осуществимость квантового компьютера на основе электронных спинов. Квантовые компьютеры теоретически способны производить гораздо более эффективные вычисления, чем современные компьютеры на основе кремния. Однако необходимые материалы, которые сделали бы квантовые компьютеры пригодными для повседневного использования, еще предстоит изобрести.

Для своих экспериментов проектная группа, работающая под руководством Кюнле и Харнайта, использует специальные фуллерены, углеродные молекулы в форме футбольного мяча с заключенными в них атомами азота. Электронный спин этого атома азота служит кубитом, квантовым эквивалентом классического компьютерного бита на основе кремния. Чтобы прочитать эти кубиты, ученые должны вставить фуллерены в центры азотных вакансий алмаза, то есть точечные дефекты в решетке алмаза, которые можно сканировать оптически. Именно Вольфганг Харнайт выдвинул идею использования фуллеренов в качестве кубитов и изложил оригинальные концепции в 2002 году.

В рамках первого проекта исследователи подтвердили, что результаты квантовых вычислений с использованием фуллеренов могут быть считаны с помощью азотно-вакантных центров в алмазах. Однако, поскольку фуллерены не смогли должным образом сконфигурироваться в алмазах, было невозможно выполнить последовательные вычисления. Во втором проекте исследователи планируют присоединить фуллерены к углеродным нанотрубкам, а затем вставить их в алмазы. Полученная конфигурация должна затем сделать возможным выполнение понятных сложных квантовых вычислений.

"Мы работаем над квантовыми компьютерами, которые являются масштабируемыми, потому что мы находимся на пределе возможностей кремниевой технологии", - говорит Анжелика Кюнле. "Квантовый компьютер - это совершенно революционный тип компьютера, и успешное внедрение будет обладать впечатляющей производительностью". Текущий проект называется "Спиновые квантовые вычисления на основе эндоэдральных фуллеренов с интегрированным односпиновым считыванием через центры вакансий азота в алмазе". Как и его предшественник, он будет спонсироваться через программу Фонда Volkswagen "Интеграция молекулярных компонентов в функциональные макроскопические системы".

Исследования Анжелики Кюнле делают ее важным вкладчиком в молекулярно контролируемую неравновесность (MCNE) Кластер передового опыта в JGU, который в настоящее время участвует в финальном раунде Федеральной инициативы Германии по повышению квалификации.