Обновленный квантовый барабан хранит квантовые состояния рекордно долгое время

Физики усовершенствовали квантовую мембрану, и теперь она подключена к блоку считывания. Результат проекта опубликован в журнале Nature Communications. Исследователи из Института Нильса Бора Копенгагенского университета в разы улучшили время когерентности ранее разработанной квантовой мембраны.

Это обновление расширит возможности использования мембраны для различных целей. При времени когерентности в сто миллисекунд мембрана может, например, хранить чувствительную квантовую информацию для дальнейшей обработки в квантовом компьютере или сети.

В качестве первого шага команда исследователей объединила мембрану со сверхпроводящей микроволновой схемой, которая позволяет получать точные показания с нее. То есть она стала «подключенной», как это требуется практически для любого приложения. Благодаря этому развитию мембрану можно подключить к различным другим устройствам, обрабатывающим или передающим квантовую информацию.

Поскольку температура окружающей среды определяет уровень случайных сил, возмущающих мембрану, необходимо достичь достаточно низкой температуры. Цель — предотвратить «вымывание» квантового состояния движения. Физики достигают этого с помощью охлаждающей установки на основе гелия. Затем с помощью микроволновой схемы они могут управлять квантовым состоянием движения мембраны.

baraban1.pngУстройство, используемое в данной работе. Квадратная структура ближе к центру — это сверхпроводящая цепь, а красная точка в центре соответствует связи с движением мембраны. Сотовая структура используется для изоляции движения мембраны, которое происходит в основном в положении красной точки, от рамы, к которой она прикреплена. / Предоставлено: Институт Нильса Бора

В своей недавней работе исследователям удалось подготовить мембрану в основном квантовом состоянии. Это значит, что в ее движении преобладают квантовые флуктуации. Квантовое основное состояние соответствует эффективной температуре на 0,00005 градуса выше абсолютного нуля, что составляет –273,15 °C.

Применений для подключенной квантовой мембраны или квантового барабана много. Можно использовать слегка модифицированную версию этой системы, которая может ощущать силы как микроволновых, так и оптических сигналов, для создания квантового преобразователя от микроволнового излучения к оптическому. Квантовая информация может передаваться при комнатной температуре в оптических волокнах на километры без возмущений.

С другой стороны, информация обычно обрабатывается внутри охлаждающего устройства, способного достигать достаточно низких температур для работы сверхпроводящих цепей, таких как мембрана. Таким образом, соединение этих двух систем — сверхпроводящих цепей с оптическими волокнами — может позволить создать квантовый интернет: несколько квантовых компьютеров, соединенных вместе оптическими волокнами.

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ХайТек