Инженеры разработали новый способ хранения квантовой информации
Способ квантового хранения данных, который может стать основой при разработке крупномасштабных оптических квантовых сетей, разработали инженеры Калифорнийского технологического института, 16 февраля сообщает Phys.org.
В основе новой системы лежат коллективные колебания в виде спиновой волны. Это коллективное колебание надежно связывает несколько атомов в цепочки для хранения информации.
Инженеры изготовили квантовый бит из иона иттербия (Yb), редкоземельного элемента, также используемого в лазерах. Они встроили ион в прозрачный кристалл ортованадата иттрия (YVO4). Управление квантовыми состояниями осуществлялось с помощью комбинации оптического и микроволнового полей. Затем кубит Yb использовался для управления ядерными спиновыми состояниями множества окружающих атомов ванадия в кристалле.
«Основываясь на нашей предыдущей работе, было известно, что одиночные ионы иттербия являются отличными кандидатами для оптических квантовых сетей, но нам нужно было связать их с дополнительными атомами. Мы демонстрируем это в этой работе», — говорит Андрей Фараон, профессор прикладной физики и электротехники.
Уникальной особенностью этой системы является заранее определенное размещение атомов ванадия вокруг иттербиевого кубита в соответствии со структурой кристаллической решетки. Каждый кубит имеет идентичный регистр памяти, т. е. в нем будет храниться одна и та же информация.
«Способность создавать воспроизводимую и надежную технологию является ключом к ее успеху. В научном контексте это позволило нам получить беспрецедентное представление о микроскопических взаимодействиях между кубитами иттербия и атомами ванадия в их окружении», — говорит аспирант Андрей Рускук.
Квантовые сети будут соединять квантовые компьютеры через систему, которая работает на квантовом, а не классическом уровне. Теоретически, квантовые компьютеры однажды смогут выполнять определенные функции быстрее, чем классические компьютеры, используя преимущества особых свойств квантовой механики, одним из которых является суперпозиция — возможность хранения информации кубитом в виде 1 и 0 одновременно.
