Исследователи из Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф разработала новый метод преобразования квантовой информации. Ученые манипулировали кубитами с помощью магнонов — волн магнитного возбуждения, которые проходят через магнитный материал. В перспективе этот подход позволит точно управлять отдельными кубитами, передавая информацию в квантовых системах.
Разработка универсального программируемого квантового компьютера — одна из сложнейших задач. Присущая этой технологии хрупкость обработки и хранения информации затруднила разработку мощного квантового компьютера. Кубиты, хранящие информацию, чрезвычайно чувствительны к шуму. Даже крошечные изменения температуры на доли градуса могут остановить расчет.
Чтобы решить эту проблему, в современных компьютерах разделяют функции между множеством отдельных компонентов, чтобы снизить уровень ошибок. «Однако это создает проблему передачи квантовой информации между модулями, чтобы информация не пропала», — объясняет Маурисио Бехарано, соавтор исследования.
Для передачи информации между распределенными кубитами в современных устройствах, например, компьютерах IBM и Google используются микроволновые антенны. Немецкие ученые предлагают альтернативное решение — магноны.
Преимущество в том, что длина волны магнонов лежит в микрометровом диапазоне — значительно короче сантиметровых волн традиционной техники. Следовательно, микроволновый след магнонов занимает меньше места в чипе.
Хельмут Шультайс, соавтор исследования
В исследовании, опубликованном в Science Advances, исследователи изучали взаимодействие магнонов и спиновых кубитов, создаваемых вакансиями атомов кремния в кристаллической структуре карбида кремния. Этот материал уже используется в электронике. Ученым удалось выделить низкочастотные магноны и с их помощью управлять кубитами.
Ученые надеются, что в будущем они смогут манипулировать многими отдельными кубитами для проведения квантовых вычислений. Это позволит использовать магноны в качестве эффективной программируемой квантовой шины для адресации кубитов.
Читать далее:
Магнитную левитацию испытали на обычной железной дороге
Суперкомпьютерное моделирование показывает, как создать «супералмазы»
Опубликовано видео с самым быстрым роботом в мире
Иллюстрация на обложке: Bejarano, Mauricio, HZDR