Учёные из Еврейского университета в Иерусалиме сделали важный шаг к улучшению стабильности квантовых компьютеров, предложив инновационный способ сохранения квантового состояния.
Их исследование, недавно опубликованное в журнале Physical Review Letters, может серьёзно повлиять на развитие квантовых технологий, где проблема декогеренции до сих пор была главным препятствием.
Квантовый компьютер работает с кубитами — элементами памяти, основанными на свойствах субатомных частиц, в частности, на спинах электронов. Чтобы квантовая информация не терялась, эти спины должны оставаться когерентными, то есть двигаться согласованно.
Однако даже мельчайшие внешние воздействия — тепло, шум, вибрации — способны нарушить эту тонкую синхронизацию. В результате происходит декогеренция, из-за которой теряется квантовое состояние, и система утрачивает свою вычислительную мощь.
До сих пор учёные прибегали к дорогостоящим и сложным мерам, чтобы отсечь внешнее влияние: охлаждение до температур, близких к абсолютному нулю, использование сверхвысокого вакуума и мощной магнитной изоляции. Всё это затрудняет массовое внедрение квантовых компьютеров.
Израильские исследователи предложили неожиданный и эффективный альтернативный путь. Они обнаружили, что слабые магнитные поля способны значительно замедлить процесс декогеренции. В отличие от традиционного подхода, эта методика не требует экстремальных условий и позволяет дольше сохранять квантовое состояние без необходимости в сверхдорогом оборудовании.
Один из авторов исследования, Марк Дикопольцев, отметил:
"Магнитные поля могут активно подавлять разрушительные процессы, давая нам мощный инструмент для сохранения спиновой когерентности"
Команда учёных экспериментально доказала, что при использовании слабых магнитных полей скорость утраты когерентности уменьшается на порядок. Это открытие даёт мощный толчок как к фундаментальному пониманию спиновой физики, так и к практическим применениям.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке более стабильных квантовых систем, включая квантовую память, атомные часы и сверхточные датчики. Повышенная устойчивость кубитов к внешним воздействиям означает, что в будущем мы сможем создавать более надёжные квантовые устройства — и, возможно, приблизимся к появлению полноценных квантовых компьютеров, способных выполнять задачи, недостижимые для современных машин.
cursorinfo.co.il
