Защита хрупкого кубита
Физики из Гарвардского университета обнаружили, что устойчивый поток звуковых волн может защитить хрупкий кубит от шумного окружения. Метод почти утраивает время, в течение которого кубит может удерживать информацию.
Кубиты — основные единицы квантовых компьютеров. Они чрезвычайно чувствительны к теплу, вибрации и случайным электромагнитным полям. Любое возмущение может стереть хранящуюся в них информацию. Защита кубитов от шума — одна из самых сложных проблем в квантовых вычислениях, которая годами ограничивала размер и надежность квантовых машин.
Как помогает звук
Гарвардская команда использовала непрерывный поток акустических волн, фактически звуковой щит, вокруг кубита. Звуковые волны создают защитный барьер, блокирующий шум из окружающей среды. Идея опирается на методы, используемые в машиностроении для гашения вибраций в чувствительных приборах.
Исследователи протестировали подход на кремний-вакансионном спине в алмазе — типе кубита, используемом во многих квантовых экспериментах. Со звуковым щитом кубит сохранял информацию почти в три раза дольше, чем без него. Команда описала работу в статье, опубликованной в этом месяце.
Путь к звуковым квантовым сетям
Результат открывает путь к квантовым сетям, использующим звук вместо света для связи чипов. Звуковые волны распространяются медленно, что может быть полезно для хранения и обработки квантовой информации на чипе. Это важно для создания более крупных процессоров, где кубиты должны оставаться когерентными достаточно долго, чтобы завершить сложные вычисления.
Работа также поддерживает гибридные квантовые системы, сочетающие разные типы кубитов. Каждый тип кубита имеет сильные и слабые стороны. Звуковая защита может позволить исследователям смешивать их без потери стабильности.
Команда говорит, что подход все еще находится на лабораторной стадии. Нужна дополнительная работа для масштабирования на более крупные квантовые процессоры и тестирования с другими материалами кубитов. Тем не менее, результат дает квантовым инженерам новый инструмент для проблемы, которая замедляла развитие поля годами.