Извличане на квантова информация с акустика

Учени от Йейлския университет създадоха устройство, което с помощта на звукови вълни може да се възползва от квантовите принципи за съхранение на информация. Цялото устройство, включително и конвертора на квантова информация, са вместени в един единствен чип.

Устройството позволява на изкуствено създадени (симулирани) супер-проводими атоми – кюбити – да обменят енергия (квантова информация) с помощта на акустични вълни. Способността да се манипулира и съхранява деликатната квантова информация, по един надежден и сигурен начин, представлява ключова стъпка в развитието на квантовите компютри.

Проектът е съвместна работа на Робът Шолкоф (Robert Schoelkopf), професор по приложна физика, Питър Ракич [Peter Rakich], професор по физика и Иуен Чу [Yiwen Chu], която е и инициатор на първоначалното изследване по темата. Чу обяснява, че устройството работи с кюбити създадени в комбинация от супер-проводим алуминий и механичен резонатор от тънък пласт сапфирен кристал. Кристалът има две полирани повърхности, които действат като огледало за звуковите вълни.

„Открихме, че дори една единствена частица звук, фонон, може да се запази за много дълго време, ако се отразява между тези огледала,“ обяснява Чу. „Това може да бъде комбинирано със супер-проводими кюбити, създадени на повърхността на сапфира, като се използва диск от алуминиев нитрат, което позволява преобразуването на акустичните вълни в електромагнитна енергия и обратно, при това без да се губи информацията.“

Тази комбинация позволява на учените да пренасят информация (квантови състояния) между кюбитите и механичния резонатор. Това е и най-сложната операции при квантовите изчисления – да се извлече информацията без да се разруши или замърси.

Още едно доказателство, че тайната на квантовата механика се крие в геометрията на вълните, а не в частиците.

През последните години в Йейлския университет бяха направени редица открития, като различни квантови аналогии на различни съществуващи интегрални схеми. Според водещите изследователи на проекта, комбинацията на предишните знания с това ново постижение, ще отвори вратите за разработване на устройства за пренос на квантова информация, с помощта на светлина или други електромагнитни вълни.