Исследователи считают, что эта концепция может решить одну из самых серьезных проблем квантовых вычислений: создание компактных и надежных систем для хранения больших объемов квантовых данных. Чтобы достичь уровня в миллионы кубитов, квантовым компьютерам необходимо преодолеть проблемы, связанные с размером, нагревом и другими сложностями, характерными для электроники.
Эта идея напоминает струны гитары. Они могут вибрировать на разных частотах, издавая разные ноты. Между тем в квантовом чипе каждая колебательная мода действует как отдельный слот памяти, способный хранить квантовую информацию.
Эти колебания подчиняются законам квантовой механики, что позволяет им существовать в квантовых суперпозициях (явление, при котором они одновременно занимают несколько возможных состояний) и становиться запутанными. Поскольку механические резонаторы поддерживают множество колебательных мод, они могут хранить больше информации, чем обычная электромагнитная память, занимая при этом меньше места. Кроме того, резонаторы дольше сохраняют хрупкие квантовые состояния, что увеличивает время хранения информации до ее потери.
Чтобы продемонстрировать архитектуру, команда успешно соединила механические резонаторы со сверхпроводящими кубитами и провела квантовые вычисления на чипе. Они протестировали систему с помощью квантового преобразования Фурье и алгоритма поиска периодов.
Результаты подтвердили, что архитектура может надежно хранить несколько квантовых состояний и управлять ими. По словам команды разработчиков, система уже может выполнять все ключевые вычислительные операции, необходимые для квантового компьютера общего назначения.