Qubits sind von Natur aus empfindlich
Quantenbits, oder Qubits, sind die Bausteine von Quantencomputern. Sie speichern Informationen in empfindlichen Zuständen, die leicht durch Hitze, Vibration und elektrisches Rauschen zerstört werden. Ein Qubit auch nur für einen Bruchteil einer Sekunde stabil zu halten, ist ein schwieriges technisches Problem. Die meisten Designs verlassen sich auf extreme Kälte oder komplexe Fehlerkorrektur, um die Daten zu schützen.
Schall als Schutzschild
Physiker in Harvard wählten einen anderen Ansatz. Sie nutzten einen stetigen Strom von Schallwellen, um ein Qubit vor seiner rauschigen Umgebung abzuschirmen. Das Qubit war ein Silizium-Fehlstellen-Spin in einem Diamantkristall. Die akustischen Wellen erzeugten eine schützende Barriere, die äußere Störungen blockierte. In Tests verdreifachte die Technik fast die Zeit, in der das Qubit seine Informationen hielt.
Ein Weg zu Quantennetzwerken
Die in Nature Physics veröffentlichten Ergebnisse deuten auf schallbasierte Quantennetzwerke auf Chips hin. Sie eröffnen auch die Tür zu Hybridsystemen, die viele Arten von Qubits kombinieren. Da der Ansatz auf Chipebene funktioniert, könnte er zu bestehenden Fertigungsmethoden passen. Das ist wichtig für die Skalierung: Quantencomputer brauchen Tausende oder Millionen stabiler Qubits, um reale Probleme zu lösen.
Das Harvard-Team sagte, der nächste Schritt sei, die Technik an größeren Qubit-Arrays zu testen und sie in die Standard-Chipfertigung zu integrieren. Wenn das funktioniert, könnte die Schallschutzmethode zu einem Standardwerkzeug für Quanteningenieure werden. Quantencomputing-Unternehmen beobachten die Arbeit genau, da Stabilität das größte Hindernis für nutzbare Maschinen ist.