취약한 큐비트 보호
하버드 대학의 물리학자들은 꾸준한 음파 흐름이 취약한 양자 비트(큐비트)를 주변의 잡음으로부터 보호할 수 있음을 발견했습니다. 이 방법은 큐비트가 정보를 유지할 수 있는 시간을 거의 3배로 늘립니다.
큐비트는 양자 컴퓨터의 기본 단위입니다. 열, 진동 및 표유 전자기장에 극도로 민감합니다. 어떤 교란도 그들이 보유한 정보를 지울 수 있습니다. 잡음으로부터 큐비트를 보호하는 것은 양자 컴퓨팅에서 가장 어려운 문제 중 하나이며, 수년 동안 양자 기계의 크기와 신뢰성을 제한해 왔습니다.
소리가 어떻게 도움이 되는가
하버드 팀은 큐비트 주위에 연속적인 음향파 흐름, 즉 사실상 소리 보호막을 사용했습니다. 음파는 환경에서 오는 잡음을 차단하는 보호 장벽을 만듭니다. 이 아이디어는 민감한 장비의 진동을 완화하기 위해 기계 공학에서 사용되는 기술에서 차용한 것입니다.
연구진은 많은 양자 실험에 사용되는 큐비트 유형인 다이아몬드의 실리콘-공극 스핀에서 이 접근 방식을 테스트했습니다. 소리 보호막을 켠 상태에서 큐비트는 보호막 없이보다 거의 3배 더 오래 정보를 유지했습니다. 팀은 이번 달에 발표된 논문에서 이 연구를 설명했습니다.
소리 기반 양자 네트워크로의 길
이 결과는 빛 대신 소리를 사용하여 칩을 연결하는 양자 네트워크로 가는 길을 엽니다. 음파는 느리게 이동하므로 칩에서 양자 정보를 저장하고 처리하는 데 유용할 수 있습니다. 이것은 큐비트가 복잡한 계산을 완료할 만큼 오랫동안 결맞음을 유지해야 하는 더 큰 프로세서를 구축하는 데 중요합니다.
이 연구는 또한 서로 다른 종류의 큐비트를 결합하는 하이브리드 양자 시스템을 지원합니다. 각 큐비트 유형에는 장단점이 있습니다. 소리 기반 보호는 연구자들이 안정성을 잃지 않고 큐비트를 혼합할 수 있게 해줍니다.
팀은 이 접근 방식이 아직 실험실 단계에 있다고 말합니다. 더 큰 양자 프로세서로 확장하고 다른 큐비트 재료로 테스트하려면 더 많은 작업이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 이 발견은 수년 동안 이 분야를 지연시켜 온 문제에 대해 양자 엔지니어에게 새로운 도구를 제공합니다.