利用声波存储量子信息，量子比特搭载传统技术推动量子计算新发展

DT君在明年1月举办的全球新兴科技峰会，D-Wave 公司CEO Vern Brownell 将发表主题演讲。预知详情，请点击图片！

量子比特的形成方式有很多种，目前看来，谷歌和IBM大力投入研发的超导型量子比特风头正劲，在可操控量子比特数目方面处于领先位置。然而，基于超导的量子比特其相干性易受外界干扰，装置体积较大，集成困难。

针对这些问题，耶鲁大学的科学家近期研制了一种易于制造的装置，该装置可以使用声波来存储量子信息，然后在彼此之间进行转换。所有的这些可在一个集成芯片上实现。相关文章发表在9月21号《科学》杂志网络版。

该装置可以使得一个人工制造的超导原子，即量子比特，同一个高频率的体声波谐振器进行能量和信息的交换。该装置可实现存储和操控脆弱的量子数据，既抗干扰又制作简易，这种特性是量子计算技术发展的关键。

图 | 蓝宝石晶体中超导量子比特耦合声子的示意图。内图显示的是利用量子比特测量到的生子的能量谱

这项工作是由耶鲁大学校内合作完成的，包括Robert Schoelkopf的实验室，Robert Schoelkopf本人是应用物理和物理系的Sterling教授。该文章的第一作者，Schoelkopf实验室的博士后Yiwen Chu表示，这种新型的装置特点是由超导铝和一个由蓝宝石片制成的机械谐振器构成。蓝宝石片两面均被抛光，可作为声波的镜子。

“我们发现，即使单一的声学量子粒子，或声子，也可以在这些镜子之间来回反射，并存在较长的时间。”Chu解释道。“它也可以与蓝宝石表面由氮化铝盘制成的超导量子比特相耦合，实现声能向电磁能的互相转换。”

这些特性的组合使得研究人员可以将量子态传递到机械谐振器中，或从机械谐振器中读取量子比特信息，Chu补充道。而且，她还发现这种新的装置比现有的其他装置更加容易制作。

这项研究成果是耶鲁大学的科学家近期在量子超导方面取得的一系列突破之一。他们的目标在于创造基于量子形式集成电路的电子设备。Chu表示，将量子超导的知识与机械谐振器结合是非常有价值的。

“例如，机械谐振器可用来存储超导量子比特的信息，这种方式更加容易集成，而且稳定，”她说。“它们也可以用来将超导电路与其他形式的量子体系对接，比如可见光或红外光。未来可能使我们在自己的电路上产生量子信息然后利用光传输很远的距离。”

-End-

编辑：Alex

参考：https://phys.org/news/2017-09-quantum.html

科技英语直播上线 | 跟着《麻省理工科技评论》每天学习科技英语！

点击左下方“阅读原文”进入小鹅通直播间

关注公众号：拾黑（shiheibook）了解更多

[广告]赞助链接：

四季很好，只要有你，文娱排行榜：https://www.yaopaiming.com/
让资讯触达的更精准有趣：https://www.0xu.cn/