Qubit vốn mong manh
Bit lượng tử, hay qubit, là khối xây dựng của máy tính lượng tử. Chúng giữ thông tin trong các trạng thái tinh tế dễ bị phá hủy bởi nhiệt, rung động và nhiễu điện. Giữ một qubit ổn định dù chỉ trong một phần giây là một vấn đề kỹ thuật khó khăn. Hầu hết các thiết kế dựa vào cực lạnh hoặc sửa lỗi phức tạp để bảo vệ dữ liệu.
Âm thanh như một tấm khiên
Các nhà vật lý tại Harvard đã có cách tiếp cận khác. Họ sử dụng một luồng sóng âm thanh ổn định để che chắn một qubit khỏi môi trường ồn ào xung quanh. Qubit là một spin khuyết tật silicon bên trong tinh thể kim cương. Sóng âm thanh tạo ra một rào cản bảo vệ chặn nhiễu bên ngoài. Trong các thử nghiệm, kỹ thuật này gần như tăng gấp ba thời gian qubit giữ thông tin của nó.
Con đường đến mạng lượng tử
Kết quả, được công bố trên Nature Physics, chỉ ra các mạng lượng tử dựa trên âm thanh trên chip. Chúng cũng mở ra cánh cửa cho các hệ thống lai kết hợp nhiều loại qubit. Vì cách tiếp cận hoạt động ở cấp độ chip, nó có thể phù hợp với các phương pháp sản xuất hiện có. Điều đó quan trọng cho việc mở rộng quy mô: máy tính lượng tử cần hàng nghìn hoặc hàng triệu qubit ổn định để giải quyết các vấn đề thực tế.
Nhóm Harvard cho biết bước tiếp theo là thử nghiệm kỹ thuật trên các mảng qubit lớn hơn và tích hợp nó với chế tạo chip tiêu chuẩn. Nếu điều đó hoạt động, phương pháp che chắn âm thanh có thể trở thành một công cụ tiêu chuẩn cho các kỹ sư lượng tử. Các công ty điện toán lượng tử đang theo dõi chặt chẽ công trình này, vì sự ổn định là rào cản lớn nhất đối với máy móc hữu ích.