Qubits zijn van nature kwetsbaar
Quantum bits, of qubits, zijn de bouwstenen van quantumcomputers. Ze bevatten informatie in delicate toestanden die gemakkelijk worden vernietigd door hitte, trillingen en elektrische ruis. Een qubit zelfs maar een fractie van een seconde stabiel houden is een moeilijk technisch probleem. De meeste ontwerpen vertrouwen op extreme kou of complexe foutcorrectie om de gegevens te beschermen.
Geluid als schild
Natuurkundigen aan Harvard kozen een andere aanpak. Ze gebruikten een constante stroom geluidsgolven om een qubit te beschermen tegen zijn ruizige omgeving. De qubit was een silicium-vacature spin in een diamantkristal. De akoestische golven creëerden een beschermende barrière die externe interferentie blokkeerde. In tests verdrievoudigde de techniek bijna de tijd dat de qubit zijn informatie vasthield.
Een pad naar quantum netwerken
De resultaten, gepubliceerd in Nature Physics, wijzen op geluidsgebaseerde quantum netwerken op chips. Ze openen ook de deur naar hybride systemen die vele soorten qubits combineren. Omdat de aanpak op chipniveau werkt, zou het kunnen passen bij bestaande productiemethoden. Dat is belangrijk voor opschaling: quantumcomputers hebben duizenden of miljoenen stabiele qubits nodig om echte problemen op te lossen.
Het Harvard-team zei dat de volgende stap is om de techniek te testen op grotere reeksen qubits en deze te integreren met standaard chipproductie. Als dat werkt, zou de geluidsschild-methode een standaardinstrument kunnen worden voor quantum ingenieurs. Quantumcomputingbedrijven volgen het werk nauwlettend, omdat stabiliteit de grootste barrière is voor bruikbare machines.