Швейцарские ученые создали первый в мире полностью механический кубит для квантовых вычислений

Физики создали первый в мире механический квантовый транзистор Новые возможности для квантовых компьютеров. Суть новой технологии в альтернативном подходе к созданию кубитов, использующих механическую вибрацию, а не электромагнитные процессы, которые часто дают сбой и живут недолго. Механический кубит — это транзистор, который дает новый способ хранения и обработки информации для квантовых компьютеров.

Создан полностью работоспособный механический кубит Квантовые компьютеры, способные, в потенциале, решать сложнейшие вычислительные задачи, используют в качестве единиц информации кубиты. До сих пор они были виртуальными, но швейцарские ученые создали первые полностью рабочие механические кубиты. Эти системы сочетают свойства механического осциллятора и сверхпроводящего кубита и не требуют для сохранения целостности информации дополнительного защитного слоя. Вдобавок, у них более долгий срок жизни.

Кубит в осязаемом физическом виде Учёные из ETH Zürich Швейцария разработали новый тип кубита на основе резонирующей пьезоэлектрической мембраны, который дольше сохраняет состояние суперпозиции. Вместо традиционных методов с ионами и атомами они использовали пьезоэлектрический резонатор, что увеличило время когерентности кубита. Это позволяет использовать кубит для квантовых вычислений и как чувствительный датчик. Ранее методы создания кубитов страдали от высокой вероятности ошибок и короткого времени удержания квантовых состояний. Однако новый подход учёных позволяет транслировать состояние суперпозиции в резонансные колебания мембраны, создавая первый полностью механический кубит. В экспериментах устройство успешно реагировало на одиночные фотоны, и его время когерентности значительно превышает время других кубитов. Следующим шагом исследователи планируют проверить свой механический кубит в квантовых вычислительных схемах и использовать его в различных измерительных приборах.

Механический кубит Физики из ETH Zürich создали первый в мире полностью механический кубит, решив одну из ключевых проблем квантовых вычислений: время когерентности. Это критически важный параметр для квантовых компьютеров, показывающий, как долго кубит может сохранять квантовое состояние без потери информации. В традиционных электромагнитных кубитах это время крайне мало - квантовое состояние разрушается практически мгновенно из-за взаимодействия с окружающей средой. Именно поэтому учёные обратились к механическому решению. В основе изобретения лежит пьезоэлектрический диск на сапфировой подложке, работающий как миниатюрный барабан. Он может находиться в состоянии покоя, вибрации или их суперпозиции - уникальном квантовом состоянии, когда система существует одновременно в нескольких конфигурациях. Устройство состоит из двух частей: механического резонатора и сверхпроводящего кубита, каждый на отдельном сапфировом основании. Благодаря особой технологии изготовления и использованию сверхпроводящих материалов, механический кубит демонстрирует значительно более длительное время когерентности по сравнению с существующими решениями. Сейчас исследователи работают над улучшением характеристик устройства, экспериментируя с новыми материалами. Следующий важный этап - интеграция механических кубитов с квантовыми вентилями для создания полноценного квантового компьютера.

Квантовые компьютеры, способные, в потенциале, решать сложнейшие вычислительные задачи, используют в качестве единиц информации кубиты. До сих пор они были виртуальными, но швейцарские ученые создали первые полностью рабочие механические кубиты. Эти системы сочетают свойства механического осциллятора и сверхпроводящего кубита и не требуют для сохранения целостности информации дополнительного защитного слоя. Вдобавок, у них более долгий срок жизни.