Вчені розробили новий елемент квантової пам'яті – мікрохвильовий мемконденсатор

Зокрема, існують припущення щодо участі квантових ефектів у когнітивних процесах людини, що спонукає вчених досліджувати нові шляхи пам'яті за допомогою квантових явищ.

Детальніше про розробку

Міжнародна група дослідників з Німеччини, Китаю та Чилі представили свою версію давно обговорюваного мемконденсатора, запропонованого понад півстоліття тому поряд з мемристорами та меміндукторами.

По суті, будь-який матеріал з нелінійними характеристиками, що характеризується петлею гістерезису, може слугувати пам'яттю для електронних пристроїв. Дослідники прагнуть встановити зв'язок між електронними сигналами та квантовими ефектами, використовуючи допомогу мемконденсаторів.

Мемконденсатори дозволяють зберігати інформацію, пов'язуючи напругу із зарядом, подібно до мемристорів, які пов'язують струм і напругу. Виклик полягає у поєднанні цих механізмів з квантовими станами, щоб уможливити неруйнівне зчитування і запис квантових комірок пам'яті, що полегшує спостереження квантових ефектів, таких як заплутаність у макросистемі.

Ключ до успіху

Мікрохвильове випромінювання стає ключовим інструментом для маніпулювання елементами квантової пам'яті. Елемент пам'яті складається з двох взаємопов'язаних коливальних контурів, один з яких слугує первинним контуром, а інший – допоміжним, введеним для стабілізації роботи первинного контуру за допомогою зворотного зв'язку.

У первинний контур інтегрований елемент SQUID, або надпровідний магнітометр (інтерферометр), який взаємодіє з мікрохвильовим випромінюванням. Інтенсивність випромінювання, що залежить від вимірювань допоміжного контуру, визначає стан комірки пам'яті.

Завдяки механізмам зворотного зв'язку представлений елемент демонструє стабільну роботу, що супроводжується квантовими ефектами, зокрема заплутуванням, що підтверджено експериментальними даними.

Принципова схема надпровідного мікрохвильового мікрохвильового мемконденсатора / Фото Communications Materials

Дослідники пояснюють:

Цей пристрій працює з класичним входом в один резонатор з одночасним зчитуванням відгуку в іншому, слугуючи базовим компонентом для побудови масивів мікрохвильових квантових запам'ятовуючих пристроїв. Ми спостерігаємо, що двонаправлена схема зберігає свої властивості пам'яті і проявляє заплутаність та квантові кореляції. Наші результати відкривають шлях до експериментальної реалізації надпровідних квантових пристроїв з високою ємністю пам'яті та масивів пам'яті для нейроморфних квантових обчислень.