Швейцарские физики создали первый в мире механический кубит

Ученые из ETH Zürich создали первый в истории работающий механический кубит. Разработка, описанная в журнале Science , представляет собой уникальный подход к созданию кубита, который показал высокую эффективность в тестировании.

Квантовые компьютеры обладают потенциалом решения задач, недоступных классическим системам. Однако на пути их развития остается множество трудностей, включая ошибки, возникающие в виртуальных кубитах, созданных с использованием электромагнитных методов. Для преодоления этой проблемы исследователи предложили использовать механические кубиты.

В отличие от классических битов, которые могут принимать значения только «0» или «1», кубиты способны находиться в состоянии суперпозиции, сочетая оба значения одновременно. В рамках исследования был создан мембранный элемент, напоминающий натянутую барабанную кожу, способный удерживать информацию в устойчивом, вибрирующем состоянии или их комбинации.

Основной недостаток виртуальных кубитов — их крайне короткое время существования. Чтобы повысить стабильность, команда применила пьезоэлектрический диск, закрепленный на сапфировом основании, в качестве механического резонатора. Дополнительно был создан кубит из сверхпроводящего материала, также установленного на сапфировое основание, с использованием специально разработанной техники.

Результатом стало устройство с временем когерентности, зависящим от используемого сверхпроводника. В среднем показатели нового кубита оказались лучше, чем у гибридных или виртуальных аналогов.

Дальнейшая работа будет направлена на улучшение времени когерентности за счет использования новых материалов, а также на проверку производительности кубитов в работе с квантовыми логическими воротами. Развитие таких технологий может приблизить практическое применение квантовых компьютеров.