Forskere udvikler prototyper af avanceret kvantehukommelse

Ansatte ved Kazan Federal University og Kazan Quantum Center fra Kazan National Research Technical University demonstrerede et originalt layout af en prototype af multiresonator bredbånds kvantehukommelsesgrænseflade.

Professor Sergey Moiseev, direktør for Kazan Quantum Center, forklarer, "Planet med multiresonator mikrobølge kvantehukommelse gjorde det muligt at nå 16,3 procent af kvanteeffektiviteten ved stuetemperatur, hvilket var væsentligt bedre end andre nyere resultater i verden for mikrobølgekvantehukommelse i elektroniske ensembler ved heliumtemperaturer. Vi viste også, at kvanteeffektiviteten af ​​en sådan hukommelse kan være over 99 procent ved tilstrækkeligt lave temperaturer, der bruges i kvantecomputersystemer på superledende qubits."

Dette arbejde af Kazan-fysikere kan hjælpe med at skabe universelle hukommelsesløsninger til kvantecomputere på superledende qubits, hvilket er en af ​​de vigtigste opgaver på området i dag.

I stedet for binære bits, kvantecomputere fungerer via qubits, som samtidigt kan indeholde en superstat på nul og én samtidigt på grund af kvantefysikkens love. En kvantecomputer med et tilstrækkeligt antal operationelle qubits kan hurtigt tackle beregninger, som binære logiske computere ville kræve flere hundrede år.

I marts 2018, Russiske videnskabsmænd byggede et computersystem af to superledende qubits, der tjener som grundlag for kvantecomputere og datakrypteringssystemer. I laboratorierne ledet af Mikhail Lukin (Harvard University) og John Martinis (Google), de første prototyper af 500 qubit computere er blevet samlet. De forventes at fremvise fordele, som kvantedatabehandling har i forhold til klassisk binær databehandling.

Medforfatter Oleg Sherstyukov siger, "De seneste års resultater inden for superledende qubits har ikke kun været forbundet med stigningen i antallet af interagerende qubits, men også med en betydelig forlængelse af en superledende qubits levetid - til 100 mikrosekunder. Imidlertid, det er umuligt at øge denne tid yderligere på grund af fysikkens grundlæggende love. I den forbindelse problemet med at skabe multi-qubit mikrobølge kvantehukommelse med en forlænget levetid er blevet meget relevant."

Russiske og oversøiske videnskabsmænd har arbejdet med dette emne i flere år nu. Professor Moiseev tilføjer, at de mest lovende resultater har været baseret på skemaet med fotonekko på et ensemble af atomer, den, der blev foreslået og forklaret af kazaniterne. I 2010, ansatte i Kazan Quantum Center beviste, at fotoneko-kvantehukommelse kan skabes i en optisk resonator, som banede vejen for multi-qubit integrale skemaer af kvantehukommelse og dens indledende implementering i mikrobølgefrekvenser.