脆弱な量子ビットの保護
ハーバード大学の物理学者らは、安定した音波の流れが、脆弱な量子ビットを周囲のノイズから保護できることを発見した。この方法により、量子ビットが情報を保持できる時間はほぼ3倍になる。
量子ビットは量子コンピュータの基本単位だ。熱、振動、迷走する電磁場に非常に敏感で、わずかな外乱でも保持している情報が消去されてしまう。量子ビットをノイズから保護することは、量子コンピューティングにおける最も難しい問題の一つであり、長年にわたり量子マシンのサイズと信頼性を制限してきた。
音がどのように役立つか
ハーバード大学のチームは、量子ビットの周囲に連続的な音波の流れ、つまり音のシールドを生成した。音波は環境からのノイズを遮断する保護バリアを形成する。このアイデアは、精密機器の振動を抑えるために機械工学で使われる技術を応用したものだ。
研究者らは、多くの量子実験で使用される量子ビットの一種である、ダイヤモンド中のシリコン空孔スピンでこのアプローチをテストした。音のシールドをオンにすると、量子ビットは情報をオフの場合のほぼ3倍の長さ保持した。チームは今月発表された論文でこの研究を報告した。
音ベースの量子ネットワークへの道
この結果は、チップをリンクするために光の代わりに音を使用する量子ネットワークへの道を開く。音波はゆっくりと伝わるため、チップ上で量子情報を保存・処理するのに役立つ可能性がある。これは、量子ビットが複雑な計算を完了するのに十分な長さのコヒーレンスを維持する必要がある、より大規模なプロセッサを構築するために重要だ。
この研究はまた、異なる種類の量子ビットを組み合わせるハイブリッド量子システムも支援する。各量子ビットタイプには長所と短所がある。音ベースの保護により、安定性を損なうことなくそれらを混在させることができる可能性がある。
チームは、このアプローチはまだ実験室段階にあると述べている。より大規模な量子プロセッサに拡張し、他の量子ビット材料でテストするには、さらなる作業が必要だ。それでも、この発見は、長年にわたりこの分野を遅らせてきた問題に対する新しいツールを量子エンジニアに提供するものだ。