Микроволны помогают просчитать состояние кубитов, парящих над жидким гелием

Фото из открытых источников

Исследователями из RIKEN предложено возможное решение для считывания квантовой информации с кубитов, что представлены электронами, которые левитируют над жидким гелием. Учёные надеются, что это станет важным шагом в улучшении технологии создания современных квантовых компьютеров. Результаты новой работы опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Но долгое время оставался проблемой практический метод чтения данных с таких кубитов. Команде из Центра квантовых вычислений RIKEN (RQC) удалось продемонстрировать, что информацию о состоянии электронов можно извлечь через детектирование его перехода из основного энергетического состояния в высоковозбужденное - состояние Ридберга.

Был проведён эксперимент с системой, которая содержала 10 миллионов электронов над жидким гелием и работала как конденсатор. Удалось отследить изменение квантовой емкости при переходе электронов в состояние Ридберга, благодаря наблюдению сдвигов в микроволновой частоте. В эксперименте использовали огромное число электронов в сравнении с одним кубитом, тем не менее новые данные говорят о принципиальной возможности метода.

Расчеты показывают, что изменение емкости должно легко измеряться и для электрона в одноэлектронном устройстве. Для чего системе требуется масштабирование вниз примерно в 10 000 раз. Как отмечают авторы работы, главным преимуществом электронов над гелием является в их изоляция: электрон в вакууме окружают лишь инертные атомы гелия, а это даёт возможность надёжно защищать квантовую информацию. Сейчас группа трудится над проведением таких же замеров уже в одноэлектронной системе.