Исследователи из Высшей технической школы Цюриха разработали квантовую память, в которой информация хранится с помощью микроскопических механических колебаний. По принципу работы такая система напоминает струны гитары, однако вибрации внутри квантового чипа происходят на частотах, недоступных человеческому слуху. Разработкой руководила физик Ивэнь Чу.
Новая архитектура разделяет обработку данных и их временное хранение по образцу обычных компьютеров. Сверхпроводящий кубит выполняет роль процессора и блока управления, а отдельная квантовая память сохраняет сведения, необходимые для вычислений. Как сообщает сайт ScienceDaily, такой подход позволяет получать данные из памяти, изменять их и возвращать обратно для дальнейшей обработки.
Информация записывается в определённых模式 колебаний специальных структур — механических резонаторов. В отличие от распространённых электромагнитных систем, такие элементы занимают меньше места и способны поддерживать множество различных вибрационных состояний. Кроме того, механические колебания позволяют дольше сохранять квантовое состояние, что важно для сложных вычислений.
Учёные проверили работу устройства с помощью квантового преобразования Фурье и алгоритма поиска периода. Эти методы относятся к базовым инструментам квантовых вычислений и требуют точного согласования нескольких состояний. Эксперимент показал, что разработанная система способна не только хранить данные, но и выполнять относительно простые и более сложные квантовые операции.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science и стали первой экспериментальной демонстрацией совместной работы механических резонаторов со сверхпроводящими кубитами для квантовых вычислений. По словам Ивэнь Чу, взаимодействие процессора с квантовой памятью создаёт основу для надёжных вычислений, недоступных обычным компьютерам. Теперь учёным предстоит проверить, удастся ли сохранить точность технологии при переходе к более крупным системам с большим числом компонентов.