Quando os computadores convencionais armazenam as informações na forma de bit, a peça básica de raciocínio que assume o valor de 0 ou 1, os computadores quânticos são baseados no quieto. Eles podem ter um estado que é ao mesmo tempo 0 E 1 Esta propriedade estranha, uma piada na física quântica, conhecida como superposição, está no centro da promessa de computação quântica, de finalmente resolver os problemas ininterruptos para computadores clássicos.
Muitos computadores quânticos existentes são baseados no sistema eletrônico supercondutor, onde os elétrons fluem sem resistir a temperaturas extremamente baixas. Nesses sistemas, a natureza mecânica quântica dos elétrons que fluem através dos ressonadores cuidadosamente projetados cria um silêncio supercondutor. Esses desinvestimentos são ótimos para executar as operações lógicas necessárias para o computador rapidamente. No entanto, preservando informações – neste caso em estados quânticos, narradores matemáticos de certos sistemas quânticos – sua visão não é forte. Os engenheiros quânticos estão buscando uma maneira de aumentar o tempo de armazenamento no estado de quantum, criando a “memória quântica” assim -para silenciosos supercondutores.
Agora, uma equipe de cientistas da Caltech usa um método híbrido para memórias quânticas, traduzindo efetivamente dados elétricos em palavras, para que os estados quânticos de desinvestimentos de supercondcting possam sobreviver 30 vezes mais tempo do que outras técnicas.
O novo trabalho, liderado pelo estudante de pós -graduação da Caltech, Alchem Bowzkurt e Omid Golami, foi publicado em um estudo publicado na revista, sob a supervisão de Mohammad Mirhoscini, professor assistente de engenharia eletrônica e física aplicada. FisiologiaO
“Depois de ter uma situação quântica, você não vai querer fazê -lo imediatamente”, disse Mirhoscini. “Você precisa de uma memória quântica que precisa ter uma maneira de voltar a ela quando quiser fazer uma operação lógica”
Anteriormente, o grupo de mirhosini mostrou a palavra, especialmente os telefones, que podem fornecer um método conveniente para preservar os dados quânticos (a maneira como os fótons são as diferentes partículas de luz). Os dispositivos que eles testam em testes clássicos pareciam ser ideais para emparelhar as desistências de supercondcting porque trabalharam nas mesmas frequências altas do Gighartz (pessoas pelo menos um milhão de vezes mais lentamente nas frequências de corações e Kilohertz). Eles tiveram um bom desempenho nas baixas temperaturas necessárias para preservar os estados quânticos com silenciosos supercondcing e tiveram uma vida longa.
Agora, Mirhoseni e seus colegas fabricaram um silêncio supercondutor em um chip e o prenderam a um pequeno dispositivo que os cientistas são chamados de rocha mecânica. Basicamente, um garfo de ajuste em miniatura, a rocha contém placas flexíveis que vibram por ondas sonoras na frequência de gigas. Quando as cargas elétricas são colocadas nessas placas, as placas podem entrar em contato com o sinal elétrico que transporta dados quânticos. Ele permite canalizar dados no dispositivo para armazenamento como “memória” e, posteriormente, o tubo pode ser retirado ou “recordado” depois.
Os pesquisadores mediram cuidadosamente quanto tempo demorou quanto tempo demorou para perder seu valioso conteúdo quântico depois de entrar no dispositivo de dados. “Acontece que esses roqueiros são cerca de 30 vezes mais do que os melhores desistências de supercondutor”, diz Mirhoseni.
Esse método de construção da memória quântica oferece vários benefícios às técnicas anteriores. As ondas acósticas viajam muito mais lentas que as ondas magnéticas eletrônicas, permitem muito mais dispositivos compactos. Além disso, vibrações mecânicas, em frente às ondas magnéticas eletrônicas, não promovem o espaço livre, o que significa que o sistema de energia não sai. Permite o período de armazenamento prolongado e elimina a troca de energia indesejada no dispositivo mais próximo. Esses benefícios indicam as possibilidades de que muitas dessas garfo de ajuste podem ser incluídas em um único chip, fornecendo possíveis maneiras esqueléticas de criar memórias quânticas.
Mirhoseni afirma que este trabalho demonstrou a quantidade mínima de interação entre as ondas magnéticas eletrônicas e acósticas necessárias para explorar o valor desse sistema híbrido para uso como material de memória. “Essa plataforma deve ser realmente eficaz para a computação quântica, você precisa manter dados quânticos no sistema e encontrá -lo mais rápido e e significa que nosso sistema atual é capaz de encontrar maneiras de aumentar a interação em três a 10 fatores”, diz Mirhoseni. Felizmente, seu grupo tem uma idéia de como fazer isso.
Autores adicionais de papel, “Uma memória quântica mecânica para fótons de microondas” é um ex -aluno de pós -graduação do UU UU, Mirhoscini Lab; E Hao Tean, Informação Quântica e Pesquisa Pós -Dortoral Pós -Dortorais Associada de Pesquisa em Engenharia Elétrica do Instituto Caltech. Este trabalho foi apoiado pela pesquisa científica e pelo escritório da Força Aérea da National Science Foundation. Bozcurt foi apoiado por uma bolsa de pós -graduação da Adolman.
