Ein Schutzschild aus Schall
Physiker der Harvard University haben herausgefunden, dass ein stetiger Strom von Schallwellen ein empfindliches Quantenbit vor seiner lauten Umgebung schützen kann. In Experimenten verlängerte die Technik die Zeit, in der das Qubit Informationen hielt, fast um das Dreifache. Die Ergebnisse wurden in Nature Physics veröffentlicht.
Quantenbits, kurz Qubits, sind die Bausteine von Quantencomputern. Sie werden leicht durch Wärme, Vibration und elektrisches Rauschen gestört. Jede Störung kann die in ihnen gespeicherten Informationen zerstören. Qubits länger stabil zu halten, ist eine der größten Herausforderungen auf diesem Gebiet.
Wie der Schutzschild funktioniert
Das Harvard-Team arbeitete mit einem Silizium-Fehlstellen-Spin in Diamant, einer gängigen Art von Qubit. Sie sendeten einen stetigen Strom von Schallwellen in Richtung des Qubits. Die Wellen erzeugten eine Schutzbarriere, die die laute Umgebung blockierte.
Das Ergebnis war ein deutlicher Anstieg der Kohärenzzeit, also der Zeitspanne, in der ein Qubit Informationen halten kann. Das Team sagte, der Effekt sei über viele wiederholte Tests hinweg konsistent gewesen, was darauf hindeutet, dass die Methode zuverlässig und nicht zufällig ist.
Was als Nächstes kommt
Die Ergebnisse eröffnen einen Weg zu schallbasierten Quantennetzwerken auf Chips. Schallwellen breiten sich langsam aus, was sie nützlich macht, um nahe beieinander liegende Qubits zu verbinden. Der Ansatz könnte auch hybride Quantensysteme unterstützen, die viele verschiedene Arten von Qubits kombinieren.
Forscher warnen, dass die Arbeit noch am Anfang steht. Der Schutzschild funktioniert im Labor, und die Skalierung auf vollständige Quantencomputer wird Zeit brauchen. Das Team sagt jedoch, die Methode sei einfach anzuwenden und könne mit bestehenden Fehlerkorrekturtechniken kombiniert werden, um zuverlässigere Maschinen zu bauen.