Zürich, Schweiz
Publicerat: 15 november 2024, 10:00
Ett forskarteam vid ETH Zürich har konstruerat den första fullt fungerande mekaniska kvantbiten, vilket representerar ett genombrott inom kvantdatorutveckling. Studien, publicerad i tidskriften Science, beskriver hur forskarna skapade denna innovativa kvantbit och dess prestanda under tester.
Mekaniska kvantbitar – en lösning på felproblematiken
Kvantbitar, eller qubits, är fundamentala byggstenar i kvantdatorer och kan lagra data i superposition, det vill säga både i ett och noll samtidigt. Traditionella kvantbitar, som skapas med elektromagnetiska metoder, lider av korta livslängder och höga felmarginaler.
Forskarna i Zürich har istället utvecklat en mekanisk kvantbit som kan lagra data i längre perioder. Detta har uppnåtts med hjälp av en piezoelektrisk skiva fäst på en safirbas som fungerar som en mekanisk resonator.
– ”Vi använde en teknik som liknar en membran, likt en trumhud, som kan vibrera eller befinna sig i ett stabilt tillstånd för att representera kvantdata,” förklarar forskarteamet.
Konstruktion och prestanda
Den mekaniska kvantbiten består av:
- En piezoelektrisk disk: Ansvarig för att skapa mekaniska vibrationer.
- En supraledande kvantbit: Monterad på en separat safirbas och ansluten med en specialutvecklad fabrikationsteknik.
Testerna visade att dessa kvantbitar har längre koherenstider jämfört med traditionella kvantbitar. Koherenstiden är avgörande för hur länge en kvantbit kan behålla sitt tillstånd och därmed sin användbarhet i en kvantdator.
Framtida planer
Forskarna planerar att förbättra koherenstiderna ytterligare genom att använda andra material. Nästa steg i forskningen är att testa dessa mekaniska kvantbitar i kvantportar, vilket är en nyckelkomponent i kvantdatorer, för att undersöka deras prestanda i praktiska tillämpningar.
Potential för kvantdatorer
Mekaniska kvantbitar kan lösa flera av de problem som hittills begränsat utvecklingen av kvantdatorer, särskilt de fel som uppstår med virtuella kvantbitar. Genombrottet kan bana väg för en ny era av stabilare och mer kraftfulla kvantdatorsystem.
Källa: Phys.org
Taggar: Kvantdatorer, Kvantbitar, Mekaniska resonatorer, Supraledande material, Teknologi