Ученые создали квантовую систему, которая работает в 10 тысяч раз дольше обычной

Квантовые компьютеры полезны для человечества, когда мы знаем, как состояние электронов относится друг к другу. Однако добиться этого состояния, известного как «квантовая когерентность», невероятно сложно, не говоря уж о стоимости. Но в скором времени все может поменяться благодаря новому открытию. 

Команда из чикагского университета открыла способ, благодаря которому можно поддерживать когерентность квантовой системы в 10 тысяч раз дольше, чем было возможно в прошлом. 

Ученые утверждают, что их решение может быть применимо к любым квантовым системам и может произвести революцию в секторе. Основной автор исследования Дэвид Авшалом говорит:

Данный прорыв закладывает фундамент для новых исследований в области квантовой науки. Широкая применимость открытия, вместе с простотой использования, позволит добиться когерентности, влияющей на множество аспектов квантовой инженерии. 

Квантовые компьютеры известны своей «хрупкостью». На квантовом уровне кубиты — аналоги бинарных битов, могут поддаваться изменению множеством факторов, от вибраций до температуры. Так что ученым приходилось физически изолировать компьютеры от внешнего «шума», а также использовать ультра-чистые материалы. В обоих случаях, решение не самое практичное и может во много раз повышать стоимость.

Новое решение гораздо проще. 

Фокус заключается не в том, чтобы подавить шум. Вместо этого ученые «обманывают» систему, чтобы она думала, будто не испытывает шумов. Для этого используются электромагнитные импульсы и постоянно меняющееся магнитное поле, чтобы поддерживать квантовую систему под контролем. Далее магнитное поле используется таким образом, чтобы заглушить шум.

Чтобы понять суть принципа, можно представить карусель с кричащими вокруг тебя людьми. Когда карусель на месте, людей вокруг прекрасно слышно, но когда она начинает быстро вращаться, шум сливается с фоном.

Благодаря этому квантовая система сохраняет когерентность в течение 22 миллисекунд. Это не очень долго, но примерно в 10 тысяч раз продолжительней, чем аналоги. 

С таким подходом ученые смогут гораздо проще масштабировать системы, а хранение информации станет практичнее. Кроме того информацию можно будет пересылать по квантовым сетям на дальние расстояния.