Ученые нашли способ передавать квантовую информацию между удаленными кубитами
Исследователи представили архитектуру Quantum Phononic Links (QPLs), которая должна передавать квантовую информацию между удалёнными кубитами с помощью фононов — квазичастиц, переносящих энергию колебаний. Один из первых авторов работы, доцент Университета Уорика в Великобритании Максим Миронов, заявил, что в этой схеме фононы могут выполнять роль «квантовой шины». Как сообщает Live Science, этот подход в перспективе может способствовать созданию масштабируемых квантовых процессоров, в частности систем с более чем миллионом кубитов.
Проблема связи между кубитами
Кубитам сложно обмениваться квантовой информацией, если они не являются непосредственными соседями. В крупных квантовых системах связь между удалёнными кубитами важна, в частности, для применения методов квантовой коррекции ошибок.
QPLs предназначены для дальней связи между кубитами через фононы. В отличие от некоторых других предложенных методов, в частности поверхностных акустических волн, такой подход, по оценке авторов, не требует столь сложной конструкции и дополнительного оборудования.
Германий на кремнии
Для демонстрации технологии исследователи создали прототип квантового процессора на основе кремния с тонким кристаллическим слоем германия. Материал описали как германий на кремнии с компрессионным механическим напряжением. Учёные отметили, что германий обладает свойствами, которые могут уменьшать декогеренцию — потерю квантовой информации из-за внешнего воздействия.
Больше актуальных новостей — в Telegram-канале UA.News Telegram.
Архитектура рассчитана на полупроводниковые спиновые кубиты на дырках. В такой системе «дырка» означает отсутствие электрона в материале, но может вести себя как частица и иметь спиновое состояние, пригодное для кодирования квантовой информации.
Связь на расстоянии
QPLs состоят из специально спроектированных фононных волноводов и резонаторов, которые направляют и удерживают акустические моды в сверхтонком слое материала. Исследователи указали, что такая технология может соединять кубиты, размещённые на расстоянии менее микрометра, а также на расстоянии до 300 мм.
Исследование о фононных соединениях для дальней связи спиновых кубитов на дырках было опубликовано 15 июня в журнале APL Quantum. Авторы считают, что сочетание фононной инженерии и физики спинов на дырках может обеспечить когерентную связь на большом расстоянии и масштабную интеграцию квантовых схем.
