Beskytter en skrøbelig qubit
Fysikere ved Harvard University har fundet ud af, at en konstant strøm af lydbølger kan beskytte en skrøbelig kvantebit, eller qubit, mod dens egne støjende omgivelser. Metoden næsten tredobler den tid, qubiten kan holde information.
Qubits er de grundlæggende enheder i kvantecomputere. De er ekstremt følsomme over for varme, vibrationer og vildfarne elektromagnetiske felter. Enhver forstyrrelse kan slette den information, de holder. At beskytte qubits mod støj er et af de sværeste problemer i kvantecomputere, og det har begrænset størrelsen og pålideligheden af kvantemaskiner i årevis.
Hvordan lyd hjælper
Harvard-teamet brugte en kontinuerlig strøm af akustiske bølger, i praksis et lydskjold, omkring qubiten. Lydbølgerne skaber en beskyttende barriere, der blokerer støj fra miljøet. Ideen trækker på teknikker, der bruges i maskinteknik til at dæmpe vibrationer i følsomme instrumenter.
Forskerne testede tilgangen på en silicium-vacancy spin i diamant, en type qubit, der bruges i mange kvanteeksperimenter. Med lydskjoldet tændt holdt qubiten sin information i næsten tre gange længere tid end uden. Teamet beskrev arbejdet i et papir offentliggjort denne måned.
En vej til lydbaserede kvantenetværk
Resultatet åbner en rute mod kvantenetværk, der bruger lyd i stedet for lys til at forbinde chips. Lydbølger bevæger sig langsomt, hvilket kan være nyttigt til at lagre og behandle kvanteinformation på en chip. Dette betyder noget for at bygge større processorer, hvor qubits skal forblive kohærente længe nok til at fuldføre komplekse beregninger.
Arbejdet understøtter også hybride kvantesystemer, der kombinerer forskellige typer qubits. Hver qubit-type har styrker og svagheder. Lydbaseret beskyttelse kunne lade forskere blande dem uden at miste stabilitet.
Teamet siger, at tilgangen stadig er på laboratoriestadiet. Mere arbejde er nødvendigt for at skalere den til større kvanteprocessorer og teste den med andre qubit-materialer. Ikke desto mindre giver fundet kvanteingeniører et nyt værktøj til et problem, der har bremset feltet i årevis.