量子數據可以吸收聲波

耶魯大學的科學家創(chuàng)造了一種簡單易用的設備，它使用聲波存儲量子信息并將其從一種形式轉換為另一種形式，所有這些都在一個集成芯片內。

該裝置允許超導人造原子 - 量子位 - 與高頻體聲波諧振器(HBAR)交換能量和量子信息。以穩(wěn)健且易于制造的方式操縱和存儲易碎量子數據的能力是量子計算技術發(fā)展中的關鍵步驟。

這項工作是耶魯大學在應用物理和物理學Sterling教授Robert Schoelkopf和物理學助理教授Peter Rakich的實驗室之間開展的。Schoelkopf實驗室的博士后助理Yiwen Chu領導了這項工作，并且是9月21日科學期刊在線版的一項研究的第一作者。

Chu表示，新器件采用超導鋁制成的量子比特和由藍寶石晶圓制成的機械諧振器。晶圓具有兩個拋光表面，用作聲波的鏡子。

“我們發(fā)現(xiàn)即使是一個聲音或聲子的單個量子粒子，當它在這些鏡子之間來回反彈時，也可以存活很長時間，”Chu解釋道。“它還可以耦合到藍寶石表面上制作的超導量子比特，使用氮化鋁盤，將聲能轉換為電磁能，反之亦然。”

Chu補充說，這些特性的結合使研究人員能夠在量子位和機械諧振器之間來回傳遞量子態(tài)。她還指出，新設備比其他將超導電路與機械運動合并的系統(tǒng)更容易制造。

近年來，耶魯大學的科學家們已經取得了一系列量子超導突破，旨在創(chuàng)造作為集成電路量子版本的電子器件。Chu說，將這些知識與機械諧振器相結合的能力是一個有價值的步驟。

“例如，機械諧振器可用于以更緊湊和穩(wěn)健的方式存儲超導量子比特產生的量子信息，”她說。它們還可以用于將超導電路與其他類型的量子物體接合，例如可見光或紅外光。它可能允許我們在電路中創(chuàng)建量子信息，然后使用光線遠距離傳輸。“