量子ビットは本質的に脆弱
量子ビットは量子コンピューターの構成要素である。それらは、熱、振動、電気的ノイズによって簡単に破壊される繊細な状態で情報を保持する。量子ビットをほんの一瞬でも安定させておくことは、難しい工学的問題である。ほとんどの設計は、データを保護するために極低温または複雑なエラー訂正に依存している。
音をシールドとして利用
ハーバード大学の物理学者らは、異なるアプローチを取った。彼らは、安定した音波の流れを使用して、ノイズの多い周囲から量子ビットを保護した。量子ビットは、ダイヤモンド結晶内のシリコン空孔スピンであった。音響波は、外部からの干渉を遮断する保護バリアを形成した。テストでは、この技術により、量子ビットが情報を保持する時間がほぼ3倍に延びた。
量子ネットワークへの道
Nature Physicsに掲載された結果は、チップ上の音ベースの量子ネットワークを指し示している。また、多種多様な量子ビットを組み合わせたハイブリッドシステムへの道も開く。このアプローチはチップレベルで機能するため、既存の製造方法に適合できる可能性がある。これはスケールアップにとって重要である。量子コンピューターが実際の問題を解決するには、数千または数百万の安定した量子ビットが必要だからだ。
ハーバード大学のチームは、次のステップとして、より大規模な量子ビットアレイでこの技術をテストし、標準的なチップ製造と統合することだと述べた。それがうまくいけば、音波シールド法は量子エンジニアにとって標準的なツールになる可能性がある。量子コンピューティング企業は、安定性が実用的なマシンへの最大の障壁であるため、この研究を注視している。