Vedci vytvorili prvý plne mechanický qubit

Výskumníci sa domnievajú, že kvantové počítače budú schopné vyriešiť mnoho typov problémov, ktoré presahujú možnosti klasických počítačov. A hoci sa dosiahol veľký pokrok, tento zámer sa ešte stále nepodarilo splniť. Jedna z hlavných prekážok je problém virtuálnych qubitov, napríklad vyrobených pomocou elektromagnetických prvkov, ktoré produkujú chyby, ktoré sa musia opraviť.

Výskumný tím z ETH Zürich našiel iný spôsob, ako tento problém obísť, a to použitím mechanických qubitov. Namiesto toho, aby qubity reprezentovali údaje len pomocou jednotiek a núl, sú schopné ukladať ich v superpozícii oboch stavov. Pre túto novú štúdiu výskumníci zostrojili niečo, čo opisujú ako membránu podobnú plášťu bubna, ktorá môže uchovávať informácie ako ustálený stav, vibrujúci stav alebo stav, ktorý je oboje naraz.

Keďže skutočným problémom virtuálnych qubitov je ich krátke trvanie (vzniknú a v okamihu zaniknú), výskumníci sa zamerali na niečo, čo vydrží oveľa dlhšie – piezoelektrický disk upevnený na zafírovom podklade. Použili ho ako mechanický rezonátor. Potom pripojili qubit vyrobený zo supravodivého materiálu, ktorý bol upevnený na zafírovú základňu pomocou špeciálnej výrobnej techniky, ktorú vyvinuli.

^{Zdroj Foto: Science (2024). DOI: 10.1126/science.adr2464}

Výsledkom bol qubit s koherenčným časom závislým od typu použitého supravodiča, ktorý bol v priemere lepší ako hybridné alebo virtuálne qubity používané v iných systémoch. Tím plánuje pokračovať vo svojej práci a snaží sa zlepšiť časy koherencie pomocou rôznych materiálov. Chcú takisto otestovať svoje qubity pomocou kvantových brán, aby zistili, ako dobre fungujú v počítači. Výskum bol publikovaný v časopise Science. 

Zdroj: phys.org.

^{Zdroj Foto: Uwe Von Luepke/ETH Zürich}