Группа ученых из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского института объявила о открытии обычной модификации, которая дозволяет квантовым системам оставаться работоспособными – либо «когерентными» – в 10 000 раз подольше, чем ранее.
Хотя ученые протестировали свою технику на определенном классе квантовых систем, именуемых твердотельными кубитами, они считают, что она обязана быть применима ко почти всем остальным видам квантовых систем и, таковым образом, может революционизировать квантовую коммуникацию и вычисления. Исследование было размещено в журнальчике Science.
«Этот прорыв закладывает базу для захватывающих новейших направлений исследовательских работ в квантовой науке», – произнес ведущий создатель исследования Дэвид Авшалом, доктор молекулярной инженерии.
«Широкая применимость этого открытия в сочетании с умопомрачительно обычной реализацией дозволяет данной для нас надежной согласованности влиять на почти все нюансы квантовой инженерии. Это открывает новейшие способности для исследовательских работ, которые ранее числились непрактичными».
На уровне атомов мир действует в согласовании с правилами квантовой механики, что очень различается от того, что мы лицезреем вокруг нас в ежедневной жизни. Эти разные правила могут быть преобразованы в такие технологии, как фактически невзламываемые сети либо очень массивные компы.
Но фундаментальные инженерные задачи остаются: квантовым компам требуется очень тихое и размеренное место для работы, так как их просто нарушить фоновой вибрацией, конфигурацией температуры либо электромагнитными полями.
Таковым образом, ученые пробуют отыскать методы сохранить целостность системы как можно подольше. Один из всераспространенных подходов – физическая изоляция системы от гулкого окружения, но это быть может массивным и сложным. Иной способ состоит в том, чтоб создать все материалы очень незапятнанными, что быть может дорогостоящим. Ученые из института в Чикаго пошли по другому пути.
Смотрите такжеОптика и фотоника
Новейший класс лазеров нарушает законы физики света
8.08.2020Технологии
Новенькая система дозволяет смотреть за галлактическим мусором даже деньком
5.08.2020
«При нашем подходе мы не пытаемся убрать шум в окружающей среде; заместо этого мы обманываем систему, заставляя мыслить, что она не испытывает шума», – произнес Кевин Мяо, 1-ый создатель статьи.
В тандеме с обыкновенными электромагнитными импульсами, применяемыми для управления квантовыми системами, исследователи применили доп непрерывное переменное магнитное поле. Буквально настроив это поле, ученые могли стремительно вращать спины электронов и дозволить системе «отключиться» от остального шума.
«Чтоб осознать принцип – это как посиживать на карусели, а вокруг вас кричат люди», – растолковал Мяо. «Когда карусель недвижна, вы их отлично слышите, но если вы стремительно вращаетесь, шум размывается».
Это позволило системе оставаться когерентной до 22 миллисекунд, что на четыре порядка выше, чем без модификации, и намного подольше, чем неважно какая ранее описанная электрическая спиновая система. (Для сопоставления, моргание глаза занимает около 350 миллисекунд).
Система способна практически на сто процентов отключать некие формы температурных флуктуаций, физических колебаний и электромагнитных шумов, которые обычно разрушают квантовую когерентность.
По словам ученых, это обычное решение может открыть новейшие способности фактически во всех областях квантовой технологии.
Хотя тесты проводились в твердотельной квантовой системе с внедрением карбида кремния, ученые считают, что этот способ обязан иметь подобные эффекты в остальных типах квантовых систем, таковых как сверхпроводящие квантовые биты и молекулярные квантовые системы. Схожий уровень универсальности необычен для такового инженерного прорыва.
Источник: