Нова квантова пам'ять працює на звуці і в 30 разів перевершує аналоги

Однією з головних перешкод на шляху створення потужних квантових комп'ютерів є зберігання квантових станів. Це надзвичайно складне завдання, адже йдеться не про запис конкретних значень, а про збереження динамічних математичних рівнянь, розповідає 24 Канал. Традиційні надпровідні кубіти для цього використовують електромагнітні поля, але їхні високі частоти дозволяють утримувати інформацію лише дуже короткий час. Але науковці з Caltech, схоже, вирішили цю проблему.

Команда з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech) запропонувала гібридний підхід, замінивши електромагнітні коливання звуковими.

Як це працює?

Оскільки частоти звукових хвиль значно нижчі, вони здатні утримувати квантові стани набагато довше. Вчені інтегрували надпровідний кубіт з мініатюрним механічним генератором, що нагадує камертон. Цей пристрій перетворює електричні сигнали з кубіта на акустичні хвилі (фонони) гігагерцового діапазону.

Під дією звукових хвиль гнучкі пластини генератора починають вібрувати, записуючи в себе квантову інформацію. Цей процес є зворотним, що дозволяє зчитувати дані назад. Експеримент показав, що такий метод зберігає квантові стани в 30 разів довше, ніж найкращі надпровідні кубіти.

Перевага технології полягає ще й у тому, що звукові хвилі поширюються повільніше за електромагнітні, що робить пристрої компактнішими та мінімізує втрати енергії. До того ж механічні коливання не поширюються у вільному просторі, а отже, не створюють перешкод для сусідніх компонентів.

Попри успіх, розробники зазначають, що для повноцінного використання технології потрібно прискорити взаємодію між кубітом і генератором у 3–10 разів. Команда вже працює над удосконаленням системи. В майбутньому цей підхід може дозволити створювати масштабовані пристрої квантової пам'яті, інтегруючи безліч генераторів на одному чипі.

Нагадаємо, що нещодавно науковці досягли прориву в створенні "магічних станів" для некліффордських обчислень, що може призвести до безпомилкових квантових комп'ютерів.