Вибрации и квантовые компьютеры: От проблемы к прогрессу

Учёные из Мичиганского государственного университета (MSU) открыли способ уменьшения потерь информации в квантовых системах из-за механических вибраций, используя лучшее понимание взаимодействия квантовой системы с этими вибрациями. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications , может способствовать созданию квантовых компьютеров, которые в настоящее время разрабатывают такие компании, как IBM и Google.

Проблема изоляции в квантовых вычислениях вызывает затруднения, поскольку даже самые незначительные вибрации из внешнего мира могут привести к потере информации в квантовой системе.

Джо Китцман, аспирант Мичиганского государственного университета, отметил: «Если мы можем понять, как вибрации сочетаются с нашей системой, мы можем использовать это в качестве ресурса и инструмента для создания и стабилизации некоторых типов квантовых состояний».

В ходе экспериментов команда построила систему, состоящую из сверхпроводящего кубита и поверхностных акустических волновых резонаторов. Эти кубиты являются одним из наиболее популярных вариантов среди компаний, разрабатывающих квантовые компьютеры.

Резонаторы позволили исследователям настроить вибрации, которые испытывают кубиты, и понять, как механическое взаимодействие между ними влияет на точность квантовой информации. «Если можно понять, как эти потери от окружающей среды влияют на систему, можно использовать это знание в свою пользу. Первый шаг к решению проблемы – её понимание», – подчеркнул Китцман.

Работа MSU открывает дверь к дальнейшему изучению квантовых систем и может стать отправной точкой для новых технологий, включая развитие в области естественных наук, финансов и кибербезопасности.