นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างควิบิตเชิงกลเครื่องแรกของโลก: ระบบเคลื่อนที่ขนาดเล็กที่เก็บข้อมูลควอนตัมโดยใช้การสั่นสะเทือนแทนกระแสไฟฟ้าหรือแสง
เป็นหน่วยพื้นฐานของ- แตกต่างจากบิตที่คุณพบในคอมพิวเตอร์คลาสสิก qubit สามารถมีได้เป็น 0, 1 หรือทั้งสองอย่างซ้อนกัน ต้องขอบคุณการทำงานภายในที่แปลกประหลาดของและ-
ตามเนื้อผ้าสิ่งเหล่านี้จะทำมาจากวงจรชาร์จ(ไอออน) หรืออนุภาคแสง (- อย่างไรก็ตาม qubit เชิงกลใหม่นั้นใช้หน่วยเสียง— ประเภทของ "quasiparticle" ซึ่งเกิดจากการสั่นสะเทือนภายในคริสตัลแซฟไฟร์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำ
Quasiparticle เป็นแนวคิดที่ใช้อธิบายพฤติกรรมและปฏิสัมพันธ์ของกลุ่มอนุภาคราวกับว่าพวกมันทำหน้าที่เป็นอนุภาคเดี่ยว ในกรณีนี้ โฟนอนเป็นตัวแทนของอนุภาคที่ทำหน้าที่เป็นพาหะของพลังงานสั่นสะเทือน
ความก้าวหน้าครั้งนี้สามารถปูทางไปสู่เทคโนโลยีเซ็นเซอร์ที่มีความไวสูงพิเศษที่สามารถตรวจจับแรงเช่นแรงโน้มถ่วง รวมถึงวิธีการใหม่ในการรักษาเสถียรภาพในคอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นระยะเวลานานขึ้น นักวิทยาศาสตร์กล่าว พวกเขาตีพิมพ์ผลการศึกษาของพวกเขาในวันที่ 14 พฤศจิกายนในวารสารศาสตร์-
ที่เกี่ยวข้อง:
ในอดีตระบบเครื่องกลได้รับการพิจารณาว่าท้าทายเกินกว่าที่จะใช้เป็นคิวบิต เนื่องจากหลักการของกลศาสตร์ควอนตัม ทำให้ระบบเหล่านี้ไม่เคยหยุดนิ่งอย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าจะมีการเคลื่อนไหวตกค้างอยู่เสมอซึ่งจำเป็นต้องคำนึงถึงและควบคุมเพื่อให้ทำงานในระดับควอนตัม
ในทำนองเดียวกันออสซิลเลเตอร์เชิงกลซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เก็บและถ่ายโอนพลังงานในรูปของโฟนันมักอยู่ภายใต้การสั่นสะเทือนแบบฮาร์มอนิกที่ระดับพลังงานที่เว้นระยะเท่ากัน นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่านี่เป็นปัญหา เนื่องจากการเว้นวรรคที่สม่ำเสมอทำให้ยากต่อการแยกสถานะพลังงานทั้งสองที่จำเป็นในการแสดงถึง 0 และ 1 ของควิบิต
"[ความท้าทาย] คือคุณสามารถทำให้ระดับพลังงานมีระยะห่างไม่เท่ากันเพียงพอหรือไม่ โดยคุณสามารถจัดการกับสองระดับโดยไม่ต้องแตะต้องอีกระดับหนึ่ง" ผู้เขียนร่วมการศึกษาอี้เหวิน ชูนักฟิสิกส์จาก ETH Zürich กล่าวศาสตร์-
นักวิจัยแก้ไขปัญหานี้ด้วยการสร้างระบบ "ไฮบริด" โดยเชื่อมต่อตัวสะท้อนคริสตัลแซฟไฟร์ขนาด 400 ไมโครเมตร (0.4 มม.) เข้ากับคิวบิตตัวนำยิ่งยวด และปรับทั้งสองให้โต้ตอบที่ความถี่ออฟเซ็ตเล็กน้อย เมื่อตัวสะท้อนกลับและคิวบิตมีปฏิสัมพันธ์กัน มันจะผสมสถานะควอนตัมเข้าด้วยกัน ส่งผลให้ระดับพลังงานในตัวสะท้อนกลับไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ความไม่ลงรอยกัน"
สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถแยกสถานะพลังงานที่แตกต่างกันสองสถานะได้ โดยเปลี่ยนเครื่องสะท้อนเสียงให้เป็นควิบิตเชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
แม้ว่าควิบิตเชิงกลสามารถเก็บและจัดการข้อมูลควอนตัมได้ ความเที่ยงตรงของระบบซึ่งเป็นการวัดความแม่นยำในการดำเนินการควอนตัมนั้นถูกบันทึกไว้เพียง 60% จากการเปรียบเทียบ คิวบิตตัวนำยิ่งยวดที่ล้ำสมัยมักจะเกิดขึ้น-
ถึงกระนั้นก็ตาม qubit เชิงกลอาจมีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใคร นักวิทยาศาสตร์กล่าว ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถโต้ตอบกับแรงเช่นแรงโน้มถ่วงในลักษณะที่ระบบควอนตัมอื่นไม่สามารถทำได้ ทำให้พวกเขามีแนวโน้มว่าจะเป็นตัวเลือกสำหรับการพัฒนาเซ็นเซอร์ควอนตัมที่มีความไวสูง
คิวบิตเชิงกลอาจสามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมได้เป็นระยะเวลานานขึ้น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาการเชื่อมโยงกัน ซึ่งเป็นการวัดระยะเวลาที่ระบบสามารถคงความเสถียรและทำการคำนวณโดยใช้ข้อมูลควอนตัมโดยไม่มีการรบกวน
ขณะนี้นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อเชื่อมโยงคิวบิตเชิงกลหลายตัวเข้าด้วยกันเพื่อทำการคำนวณขั้นพื้นฐาน ซึ่งพวกเขากล่าวว่าจะเป็นก้าวสำคัญสู่การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีในทางปฏิบัติ
