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量子数据可以吸收声波

科技 2019-06-24 15:31:46

耶鲁大学的科学家创造了一种简单易用的设备,它使用声波存储量子信息并将其从一种形式转换为另一种形式,所有这些都在一个集成芯片内。

该装置允许超导人造原子 - 量子位 - 与高频体声波谐振器(HBAR)交换能量和量子信息。以稳健且易于制造的方式操纵和存储易碎量子数据的能力是量子计算技术发展中的关键步骤。

这项工作是耶鲁大学在应用物理和物理学Sterling教授Robert Schoelkopf和物理学助理教授Peter Rakich的实验室之间开展的。Schoelkopf实验室的博士后助理Yiwen Chu领导了这项工作,并且是9月21日科学期刊在线版的一项研究的第一作者。

Chu表示,新器件采用超导铝制成的量子比特和由蓝宝石晶圆制成的机械谐振器。晶圆具有两个抛光表面,用作声波的镜子。

“我们发现即使是一个声音或声子的单个量子粒子,当它在这些镜子之间来回反弹时,也可以存活很长时间,”Chu解释道。“它还可以耦合到蓝宝石表面上制作的超导量子比特,使用氮化铝盘,将声能转换为电磁能,反之亦然。”

Chu补充说,这些特性的结合使研究人员能够在量子位和机械谐振器之间来回传递量子态。她还指出,新设备比其他将超导电路与机械运动合并的系统更容易制造。

近年来,耶鲁大学的科学家们已经取得了一系列量子超导突破,旨在创造作为集成电路量子版本的电子器件。Chu说,将这些知识与机械谐振器相结合的能力是一个有价值的步骤。

“例如,机械谐振器可用于以更紧凑和稳健的方式存储超导量子比特产生的量子信息,”她说。它们还可以用于将超导电路与其他类型的量子物体接合,例如可见光或红外光。它可能允许我们在电路中创建量子信息,然后使用光线远距离传输。“

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