Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) представили революционную архитектуру квантового чипа, где информация кодируется не привычными электромагнитными полями, а с помощью микроскопических механических колебаний. Специалисты уверены, что данный метод станет ключом к преодолению барьера масштабируемости и позволит создавать высокоэффективные системы памяти для квантовых компьютеров.
Большинство современных разработок опираются на модель, где кубиты одновременно отвечают и за вычисления, и за хранение данных. Исследователи из ETH Zurich предложили иную концепцию, приблизив устройство квантовых машин к классической архитектуре, в которой вычислительные мощности и память строго разграничены.
Новый подход базируется на разделении функций:
- роль процессора берет на себя сверхпроводящий кубит;
- функцию квантовой памяти выполняют миниатюрные механические резонаторы.
Принцип записи информации здесь сродни вибрации гитарной струны: вариации колебаний становятся своеобразными ячейками, фиксирующими квантовые данные. Несмотря на механическую природу, эти микровибрации полностью подчиняются законам квантовой механики, демонстрируя суперпозицию и запутанность, что является необходимым условием для функционирования квантовых систем.
Преимущества такой архитектуры очевидны:
- существенное увеличение плотности квантовой памяти на единицу площади;
- повышенная стабильность удержания хрупких квантовых состояний;
- перспектива легкого масштабирования до систем с огромным числом кубитов.
Эффективность концепции была подтверждена экспериментально: ученые интегрировали резонаторы со сверхпроводящими кубитами в единый чип. Прототип успешно справился с рядом сложных задач, включая квантовое преобразование Фурье.
Габариты экспериментального модуля составляют всего 7,5 мм. Несмотря на миниатюрность, данное технологическое решение открывает широкие перспективы для развития высокопроизводительных квантовых вычислительных комплексов следующего поколения.
Источник: iXBT
