Одним из главных препятствий на пути создания мощных квантовых компьютеров является хранение квантовых состояний. Это чрезвычайно сложная задача, ведь речь идет не о записи конкретных значений, а о сохранении динамических математических уравнений, рассказывает 24 Канал. Традиционные сверхпроводящие кубиты для этого используют электромагнитные поля, но их высокие частоты позволяют удерживать информацию только очень короткое время. Но ученые из Caltech, похоже, решили эту проблему.

Смотрите также Ученые достигли квантовой левитации 300 миллионов атомов при комнатной температуре

Команда из Калифорнийского технологического института (Caltech) предложила гибридный подход, заменив электромагнитные колебания звуковыми.

Как это работает?

Поскольку частоты звуковых волн значительно ниже, они способны удерживать квантовые состояния гораздо дольше. Ученые интегрировали сверхпроводящий кубит с миниатюрным механическим генератором, напоминающим камертон. Это устройство преобразует электрические сигналы из кубита в акустические волны (фононы) гигагерцового диапазона.

Под действием звуковых волн гибкие пластины генератора начинают вибрировать, записывая в себя квантовую информацию. Этот процесс является обратным, что позволяет считывать данные обратно. Эксперимент показал, что такой метод сохраняет квантовые состояния в 30 раз дольше, чем самые лучшие сверхпроводящие кубиты.

Преимущество технологии заключается еще и в том, что звуковые волны распространяются медленнее электромагнитных, что делает устройства компактными и минимизирует потери энергии. К тому же механические колебания не распространяются в свободном пространстве, а значит, не создают помех для соседних компонентов.

Несмотря на успех, разработчики отмечают, что для полноценного использования технологии нужно ускорить взаимодействие между кубитом и генератором в 3–10 раз. Команда уже работает над усовершенствованием системы. В будущем этот подход может позволить создавать масштабируемые устройства квантовой памяти, интегрируя множество генераторов на одном чипе.

Напомним, что недавно ученые достигли прорыва в создании "магических состояний" для неклиффордских вычислений, что может привести к безошибочным квантовым компьютерам.