Исследование, участие в котором принимали физики из Чикагского университета, Аргоннской Национальной Лаборатории, Университета Макгилла (Канада) и Университета Констанцы (Германия) продемонстрировала новый механизм быстродействующего управления квантовыми битами.

Недавняя публикация в Nature Physics описывает их эксперименты с индивидуальными электронами в алмазном чипе – прообразе будущих квантовых наноустройств, устойчивых к ошибкам при работе на высоких скоростях.

Профессор теоретической физики Ашиш Клерк (Aashish Clerk) вместе с двумя коллегами по Университету Макгилла сформулировали новый метод повышения быстродействия квантовых схем путём поглощения избыточного ускорения квантовой частицы. Без подобной компенсации, ускорение отклоняло бы частицу с нужной траектории в пространстве квантовых состояний, подобно тому, как центробежная сила грозит выбросить с трассы гоночные автомобили на поворотах.

Профессору спинтроники и квантовой информатики Института молекулярных технологий Чикагского университета Дэвиду Авшалому (David Awschalom) принадлежит идея опробовать эту теорию в лабораторном эксперименте по ускорению работы устройства на базе алмаза.

«Мы продемонстрировали, что эти новые протоколы могут переключать состояние квантового бита из «Выкл.» во «Вкл.» на 300% быстрее, чем традиционные методы», – заявил Авшалом. «Сокращение времени операций на каждую наносекунду важно для снижения воздействия квантовой декогерентности», – объяснил он, имея в виду эффект, ведущий к потере квантовой информации.

Профессор Гвидо Буркард (Guido Burkard) из Университета Констанцы, являющийся ведущим экспертом в алмазных квантовых системах, указал, что эти техники эффективны даже если система не полностью изолирована от окружающей среды, благодаря чему они перспективны для приложений за пределами лабораторий, таких как симуляции сложных систем и безопасные коммуникации.