Ученые разработали новый элемент квантовой памяти - микроволновой мемконденсатор

В частности, существуют предположения относительно участия квантовых эффектов в когнитивных процессах человека, что побуждает ученых исследовать новые пути памяти с помощью квантовых явлений.

Читайте на сайте Ученые предполагают, что создание варп-двигателей реальность, а не научная фантастика

Подробнее о разработке

Международная группа исследователей из Германии, Китая и Чили представили свою версию давно обсуждаемого мемконденсатора, предложенного более полувека назад наряду с мемристорами и меминдукторами.

По сути, любой материал с нелинейными характеристиками, характеризующийся петлей гистерезиса, может служить памятью для электронных устройств. Исследователи стремятся установить связь между электронными сигналами и квантовыми эффектами, используя помощь мемконденсаторов.

Мемконденсаторы позволяют хранить информацию, связывая напряжение с зарядом, подобно мемристоров, которые связывают ток и напряжение. Вызов заключается в сочетании этих механизмов с квантовыми состояниями, чтобы сделать возможным неразрушающее считывание и запись квантовых ячеек памяти, что облегчает наблюдение квантовых эффектов, таких как запутанность в макросистеме.

Ключ к успеху

Микроволновое излучение становится ключевым инструментом для манипулирования элементами квантовой памяти. Элемент памяти состоит из двух взаимосвязанных колебательных контуров, один из которых служит первичным контуром, а другой – вспомогательным, введенным для стабилизации работы первичного контура с помощью обратной связи.

В первичный контур интегрирован элемент SQUID, или сверхпроводящий магнитометр (интерферометр), который взаимодействует с микроволновым излучением. Интенсивность излучения, зависящая от измерений вспомогательного контура, определяет состояние ячейки памяти.

Благодаря механизмам обратной связи представленный элемент демонстрирует стабильную работу, что сопровождается квантовыми эффектами, в частности запутыванием, что подтверждено экспериментальными данными.

Принципиальная схема сверхпроводящего микроволнового микроволнового мемконденсатора / Фото Communications Materials

Исследователи объясняют:

Это устройство работает с классическим входом в один резонатор с одновременным считыванием отклика в другом, служа базовым компонентом для построения массивов микроволновых квантовых запоминающих устройств. Мы наблюдаем, что двунаправленная схема сохраняет свои свойства памяти и проявляет запутанность и квантовые корреляции. Наши результаты открывают путь к экспериментальной реализации сверхпроводящих квантовых устройств с высокой емкостью памяти и массивов памяти для нейроморфных квантовых вычислений.