Naukowcy opracowali kanały fononowe do łączenia kubitów na odległość do 300 mm — Live Science
Naukowcy przedstawili architekturę Quantum Phononic Links (QPLs), która ma przesyłać informację kwantową między odległymi kubitami za pomocą fononów — kwazicząstek przenoszących energię drgań. Jeden z pierwszych autorów pracy, Maksym Myronov, docent Uniwersytetu Warwick w Wielkiej Brytanii, oświadczył, że w tym schemacie fonony mogą pełnić rolę „kwantowej magistrali”. Jak podaje Live Science, podejście to może w przyszłości przyczynić się do stworzenia skalowalnych procesorów kwantowych, w tym systemów z ponad milionem kubitów.
Problem komunikacji między kubitami
Kubitom trudno wymieniać informacje kwantowe, jeśli nie są bezpośrednimi sąsiadami. W dużych systemach kwantowych komunikacja między odległymi kubitami jest ważna między innymi dla stosowania metod kwantowej korekcji błędów.
QPLs są przeznaczone do komunikacji na duże odległości między kubitami za pośrednictwem fononów. W przeciwieństwie do niektórych innych proponowanych metod, w tym powierzchniowych fal akustycznych, takie podejście, według oceny autorów, nie wymaga tak złożonej konstrukcji ani dodatkowego wyposażenia.
German na krzemie
Aby zademonstrować tę technologię, badacze stworzyli prototyp procesora kwantowego opartego na krzemie z cienką krystaliczną warstwą germanu. Materiał opisano jako german na krzemie z kompresyjnym naprężeniem mechanicznym. Naukowcy zaznaczyli, że german ma właściwości, które mogą zmniejszać dekoherencję — utratę informacji kwantowej wskutek wpływu zewnętrznego.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Architektura została zaprojektowana dla półprzewodnikowych spinowych kubitów dziurowych. W takim systemie „dziura” oznacza brak elektronu w materiale, lecz może zachowywać się jak cząstka i mieć stan spinowy odpowiedni do kodowania informacji kwantowej.
Komunikacja na odległość
QPLs składają się ze specjalnie zaprojektowanych fononowych falowodów i rezonatorów, które kierują i utrzymują mody akustyczne w ultracienkiej warstwie materiału. Badacze wskazali, że technologia ta może łączyć kubity rozmieszczone w odległości mniejszej niż mikrometr, a także w odległości do 300 mm.
Badanie dotyczące fononowych połączeń do komunikacji na duże odległości między spinowymi kubitami dziurowymi opublikowano 15 czerwca w czasopiśmie APL Quantum. Autorzy uważają, że połączenie inżynierii fononowej i fizyki spinów dziurowych może zapewnić koherentną komunikację na dużą odległość oraz integrację układów kwantowych na dużą skalę.
Czytaj nas na Telegram i Sends
