คลื่นเสียงป้องกันควอนตัมบิตจากสัญญาณรบกวน การศึกษาฮาร์วาร์ดพบ

ปกป้องควอนตัมบิตที่เปราะบาง

นักฟิสิกส์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดพบว่ากระแสคลื่นเสียงที่สม่ำเสมอสามารถป้องกันควอนตัมบิตหรือคิวบิตที่เปราะบางจากสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน วิธีการนี้เพิ่มเวลาเก็บข้อมูลของคิวบิตได้เกือบสามเท่า

คิวบิตเป็นหน่วยพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม พวกมันไวต่อความร้อน การสั่นสะเทือน และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่หลงทางมาก การรบกวนใดๆ สามารถลบข้อมูลที่เก็บไว้ได้ การปกป้องคิวบิตจากสัญญาณรบกวนเป็นหนึ่งในปัญหาที่ยากที่สุดในการคำนวณควอนตัม และจำกัดขนาดและความน่าเชื่อถือของเครื่องจักรควอนตัมมานานหลายปี

เสียงช่วยอย่างไร

ทีมฮาร์วาร์ดใช้กระแสคลื่นเสียงต่อเนื่อง ซึ่งเป็นเกราะเสียง รอบคิวบิต คลื่นเสียงสร้างกำแพงป้องกันที่กั้นสัญญาณรบกวนจากสภาพแวดล้อม แนวคิดนี้ดึงเทคนิคจากวิศวกรรมเครื่องกลที่ใช้ลดการสั่นสะเทือนในเครื่องมือที่ละเอียดอ่อน

นักวิจัยทดสอบวิธีการกับซิลิคอน-แวกันซีสปินในเพชร ซึ่งเป็นคิวบิตชนิดหนึ่งที่ใช้ในการทดลองควอนตัมหลายครั้ง เมื่อเปิดเกราะเสียง คิวบิตเก็บข้อมูลได้นานเกือบสามเท่าเมื่อเทียบกับไม่เปิด ทีมอธิบายงานในเอกสารที่เผยแพร่เดือนนี้

เส้นทางสู่เครือข่ายควอนตัมที่ใช้เสียง

ผลลัพธ์เปิดเส้นทางสู่เครือข่ายควอนตัมที่ใช้เสียงแทนแสงเพื่อเชื่อมต่อชิป คลื่นเสียงเดินทางช้า ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลควอนตัมบนชิป สิ่งนี้สำคัญสำหรับการสร้างโปรเซสเซอร์ขนาดใหญ่ที่คิวบิตต้องคงความสอดคล้องนานพอที่จะคำนวณซับซ้อนให้เสร็จ

งานนี้ยังสนับสนุนระบบควอนตัมไฮบริดที่รวมคิวบิตชนิดต่างๆ แต่ละชนิดมีจุดแข็งและจุดอ่อน การป้องกันด้วยเสียงอาจให้นักวิจัยผสมได้โดยไม่สูญเสียความเสถียร

ทีมกล่าวว่าวิธียังอยู่ในขั้นห้องปฏิบัติการ ต้องทำงานเพิ่มเติมเพื่อขยายขนาดไปยังโปรเซสเซอร์ควอนตัมที่ใหญ่ขึ้นและทดสอบกับวัสดุคิวบิตอื่นๆ อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้ให้วิศวกรควอนตัมมีเครื่องมือใหม่สำหรับปัญหาที่ชะลอสาขามานานหลายปี