"Cicatrici cuantice" folosite pentru a crea un nou tip de biți cuantici

„Folosirea acestor obiecte ne va ajuta să depășim principala problemă în dezvoltarea calculului cuantic. Pentru funcționarea computerelor  să funcționeze, trebuie să colectăm un număr mare de biți cuantici într-un punct din spațiu, dar interacțiunile qubiților între ele. duc la o creștere bruscă a nivelului de zgomot. Ca urmare, starea lor este perturbată pentru un timp foarte scurt, aproximativ 10 nanosecunde", a declarat profesorul USA, Lai Yingcheng, citat de serviciul de presă al universității.

Așa-numitele „cicatrici cuantice” sunt obiecte cuantice exotice, descoperite în 1984 de celebrul fizician american Eric Heller. Sunt sisteme cuantice paradoxale care revin spontan la starea lor originală chiar și după ce au fost într-o stare de neechilibru pentru o perioadă semnificativă de timp.

Una dintre formele de „cicatrici cuantice” a fost descoperită în 2017 de către fizicianul ruso-american Mihail Lukin și colegii săi în timpul experimentelor pe un computer cuantic pe care l-au creat pe baza atomilor reci. Această descoperire a generat un interes uriaș pentru utilizarea „cicatricilor cuantice” în domeniul senzoricii cuantice și al metrologiei.

Biți cuantici cu viaţă lungă

Profesorul Lai Yingcheng și colegii săi s-au întrebat dacă obiectele cuantice descoperite de profesorul Lukin și colegii săi ar putea fi folosite pentru a elimina unul dintre principalele dezavantaje ale calculatoarelor cuantice bazate pe supraconductori - incapacitatea de a plasa un număr mare de qubiți supraconductori unul lângă celălalt din cauza scăderii rapide a celulelor tipice de memorie cuantică pe durata vieții.

După cum explică oamenii de știință, interesul lor pentru „cicatricile cuantice” s-a datorat faptului că nivelul ridicat de stabilitate al acestor obiecte exotice cu un nivel ridicat de haos în mediu este potențial capabil să protejeze qubiții supraconductori de interferența rezultată din interacțiunile lor aleatorii unul cu altul.

Ghidați de această idee, fizicienii au modificat funcționarea unui computer cuantic supraconductor bazat pe 30 de qubiți în așa fel încât interacțiunile celulelor de memorie cuantică au dus la nașterea „cicatricilor cuantice”. Experimentele ulterioare au arătat că această abordare a crescut durata de viață a biților cuantici la aproximativ 300-400 de nanosecunde, ceea ce este încă un record pentru astfel de sisteme complexe.

Experimentele ulterioare, așa cum speră cercetătorii, îi vor ajuta să mărească timpul de funcționare nestingherit al qubitilor de câteva ori mai mult. Acest lucru va face posibilă utilizarea calculatoarelor cuantice supraconductoare pentru a efectua calcule complexe cu un număr mare de operații, precum și pentru a căuta fenomene care ne sunt încă necunoscute în lumea particulelor cuantice.

  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți DCNews și pe Google News