Создана масштабируемая квантовая память, которая живет больше 2 секунд

Инженеры разработали квантовую память, которая может обнаруживать ошибки, работает при относительно высоких температурах и обладает временем когерентности более 2 секунд.

Исследователи из Центра квантовых сетей AWS и Гарвардского университета представили квантовую память на основе кремниевых вакансий в алмазах. Технология открывает путь к масштабируемым квантовым сетями, заявляют ученые.

В квантовых сетях информация передается с помощью запутанных квантовых битов или кубитов, объясняют ученые. Квантовая память — это небольшой квантовый компьютер, который может улавливать и хранить квантовые биты, закодированные в фотонах, без их измерения. Любое воздействие разрушит запутанность, при этом кубиты в квантовой памяти могут быть обработаны и перекодированы, если это необходимо.

В своей работе ученые использовали технологию, которая называется центром кремниевых вакансий. Это квантовые биты, состоящие из электронов вокруг отдельных атомов кремния, встроенных в кристаллы алмаза. Кремниевая вакансия встроена в узорчатую алмазную проволоку, которая направляет к ней фотоны. В зависимости от квантового состояния электрона фотоны отражаются по-разному, что позволяет хранить квантовую информацию в спине электрона.

Наша система напоминает оптические модуляторы, которые передают большую часть интернет-трафика. Как и оптические модуляторы, наша квантовая память — это переключатели, которые либо пропускают, либо отражают свет в зависимости от того, «включены» они или «выключены». В отличие от обычных модуляторов, наши включаются и выключаются одним электроном, а не большими электрическими сигналами, и могут находиться в квантовой суперпозиции включения и выключения.

Дэвид Левонян, соавтор исследования в интервью Phys.org
А) Квантовые уровни центра вакансий кремния в алмазе. Электрические управляющие импульсы «MW» и «RF» могут переключать магнитные спины ядер и электронов вверх и вниз. B) и C) Изображение устройства под электронным микроскопом. Кремниевая вакансия встроена в узорчатую алмазную проволоку, которая направляет к ней фотоны. Изображение: Stas et al., Science

Электронные спины очень удобны для взаимодействия с фотонами, но также чувствительны к магнитным и электрическим полям, отмечают исследователи. Эта чувствительность уменьшает время их когерентности (сохранения квантового состояния). Чтобы решить эту проблему, исследователи разработали технологию передачи квантовой информации от электронов к более инертным ядерным спинам.

В серии экспериментов ученые показали, что их память может работать при температуре 4 K (а не 0,1 К как предыдущие системы) и при этом сохранять информацию относительно долго. Авторы работы отмечают, что даже такое, казалось бы, незначительное изменение температуры, при которой работает модуль памяти, на порядок снижает затраты на охлаждение.


Читать далее:

Создатель космического лифта: «Транзит в космос появится в течение 10 лет»

Посмотрите на результат «лобового столкновения» двух галактик: это очень редкое явление

Волки, зараженные токсоплазмозом, в 46 раз чаще становятся вожаками стаи

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос