Российские ученые совместно с британскими коллегами выяснили, что кубиты, квантовые ячейки памяти, могут взаимодействовать с акустическими волнами, что позволяет использовать их для передачи информации в квантовом компьютере.

По словам Олега Астафьева из Московского Физтеха в Долгопрудном, искусственные атомы могут взаимодействовать с источниками поверхностных акустических волн, что позволит сделать их основой миниатюрных квантовых компьютеров.

Он пояснил, что длина этих колебаний на пять порядков меньше, чем у их электромагнитных аналогов.

Астафьев с коллегами разрабатывают кубиты на базе сверхпроводниковых материалов и контактов Джозефсона, представляющих собой два кусочка сверхпроводника, разделенных тонким слоем изолирующего материала. Такие кубиты ведут себя как искусственные аналоги реальных атомов.

В настоящее время ученые используют приемники и излучатели микроволнового излучения для того, чтобы считывать и записывать информацию в сверхпроводящие кубиты, однако такие приемники нельзя сделать компактными и ужать до размеров, пригодных для их «имплантации» внутрь чипов.

Эту проблему можно решить, если заменить микроволновое излучение на другой, более удобный источник колебаний – обычные акустические волны, длина которых на несколько порядков меньше.

Руководствуясь этой идеей, ученые создали устройство, которое позволяет осуществлять подобные «акустические» квантовые операции, поместив кубит между двумя акустическими «зеркалами» и генераторами поверхностных звуковых волн.

Таким образом можно заменить все электромагнитные части квантовых вычислительных систем на их акустические аналоги, что уменьшит их размеры и сделает квантовые компьютеры более стабильными и простыми.