Улучшено время хранения энергии в квантовом коммутаторе

Ученые Йеля подтвердили сделанный полвека назад и до сих пор остававшийся непроверенным теоретический прогноз и улучшили время хранения энергии в квантовом коммутаторе на несколько порядков величины.

О своих достижениях они сообщили в номере за 17 апреля журнала Nature.

Высококачественные квантовые коммутаторы являются необходимыми компонентами квантовых компьютеров и квантового Интернета.

«Одна из основных задач в разработке квантового оборудования, это борьба с диссипацией, — отметил ведущий автор статьи Иоан Поуп (Ioan Pop). — Квантовый коммутатор должен функционировать обратимо без потерь энергии. Наш результат вглядит очень обнадеживающим для разработки сверхпроводящих кубитов, действующих как коммутаторы».

В йельском эксперименте продемонстрировано, что такой тип квантового бита может успешно блокировать электромагнитную диссипацию в присутствии квазичастицы — микроскопического образования, обычно вытягивающего энергию из кубита. В качестве последнего исследователи использовали искусственный атом флуксония (сверхпроводящая квантовая цепь на основе одиночной куперовской пары с туннельными переходами).

В опытах было непосредственным измерением доказана истинность прогноза об исчезновении, в определенных условиях, квазичастичной диссипации, сделанного Нобелевским лауреатом, британским физиком Брайаном Джозефсоном (Brian Josephson) в 1960-е годы.

Итоги исследования открывают новые направления в областях квантовой информации и квантовых измерений, считают ученые, обеспечивая как стратегию построения не рассеивающих энергию квантовых систем, так и конкретное новое устройство, которое можно адаптировать для лучшего измерения свойств квазичастиц в целях углубления понимания их динамики и происхождения.