Физики научились извлекать информацию из квантово-механической системы, не нарушая квантовое состояние

Исследователи сообщают об извлечении информации из квантово-механической системы без разрушения драгоценного квантового состояния. Этот прогресс прокладывает путь к таким приложениям, как квантовая коррекция ошибок и не только

Физики из Высшей технической школы Цюриха связали механический резонатор со сверхпроводящим квантовым кубитом. Технология, разработанная учеными и описанная в статье в журнале Nature Physics, позволяет измерять квантовые свойства механической резонаторной системы, не нарушая квантовой состояние.

В качестве резонатора ученые используют пластину высококачественного сапфира толщиной чуть меньше 0,5 мм. На ее вершине находится тонкий пьезоэлектрический преобразователь, который может возбуждать акустические волны, которые отражаются снизу и, таким образом, распространяются по четко определенному объему внутри плиты. Исследователи отмечают, что эти возбуждения представляют собой коллективное движение большого числа атомов, которые квантуются (в фотонах) и могут подвергаться квантовым операциям.

Электромагнитные поля, связанные со сверхпроводящей цепью, обеспечивают связь кубита с пьезоэлектрическим преобразователем акустического резонатора и тем самым с его механическими квантовыми состояниями.

Изображение: von Lüpke et al., Nature Physics

Исследователи отмечают, что в их экспериментах не происходит прямого обмена энергией между сверхпроводящим кубитом и акустическим резонатором во время измерения. Вместо этого свойства кубита зависят от количества фононов в акустическом резонаторе. Такой подход позволяет «бесконтактным» способом изучить механическое квантовое состояние.

В своем исследовании физики смогли извлечь распределение числа фононов в своем акустическом резонаторе после возбуждения его различными амплитудами. Более того, они продемонстрировали способ определить в одном единственном измерении, является ли число фононов в резонаторе четным или нечетным, — так называемое измерение четности — без каких-либо дополнительных сведений о распределении фононов. 

Ученые отмечают, что получение именно такой очень специфической информации, а не какой-либо иной, имеет решающее значение в ряде квантово-технологических приложений. Например, изменение четности (переход от нечетного числа к четному или наоборот) может сигнализировать о том, что ошибка повлияла на квантовое состояние.

Исследователи планируют продолжить работать над технологией, чтобы обеспечить возможности для полноценного управления квантово-механической системой, например, коррекции ошибок, которая при этом сохранит квантовое состояние.


Читать далее

Американский спутник «разглядел» с Земли необычное послание

Опубликовано видео с ракеты, которую запустили из экспериментального ускорителя

Чудовище в центре нашей Галактики: посмотрите на фото черной дыры в Млечном Пути

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Путин подписал закон против кибермошенничества: что изменится для россиян
Новости
Генератор изображений OpenAI теперь доступен бесплатно, но с ограничениями  
Новости
Apple готовит iOS 19: какие iPhone не получится обновить  
Новости
ЦЕРН представил проект нового коллайдера: что известно прямо сейчас
Наука
На «Госуслугах» запустили сервис для проверки сим-карт: как он работает  
Новости
В России введут маркировку электроники: это изменится для покупателей
Новости
Разработан мозговой имплант, который переводит мысли в речь почти мгновенно
Новости
«Хаббл» зафиксировал драматические сезонные изменения в атмосфере Урана
Космос
Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением
Новости
Клетки жажды: нейробиологи выяснили, как мозг решает, когда нужно пить и есть
Наука
Разработчик ChatGPT анонсировал первую за пять лет модель с открытым кодом
Новости
«Казнить нельзя помиловать»: запятые и точки влияют на точность работы ИИ
Новости
Живые клетки обрабатывают информацию в миллиарды раз быстрее, чем считалось ранее
Наука
Яндекс опубликовал нейросеть YandexGPT 5 Lite в открытом доступе
Новости
Эксперты обсудили управление персоналом в эпоху цифровых технологий
Новости
Роспотребнадзор опроверг информацию о новом опасном вирусе в России
Новости
Последствия невесомости для скелета изучили на мышах-космонавтах
Космос
Томские химики создали экономичные катализаторы для зеленой промышленности
Наука
Ученые создали перчатку, с которой можно «ощущать» объекты в виртуальной реальности
Наука
Ученые в тупике: «Уэбб» засек невозможный свет в галактике
Космос