量子信息存储惊现革命性方法：利用声波！
2023-08-15 11:41:27 来源：北青网
量子计算就像传统计算一样，需要一种方法来存储它使用和处理的信息。在你现在使用的电脑中，所有信息都必须存储在某个地方。量子计算作为一个相对较新的领域，目前科学界仍在探索量子信息的存储位置和方式。
在最近发表在《自然物理学》杂志上的一篇论文中，美国加州理工学院（Caltech）电子工程和应用物理学助理教授Mohammad Mirhosseini展示了其实验室开发的一种新方法，可以有效地将电量子态转换为声音，反之亦然。
研究人员表示，这种类型的转换可能允许存储由未来的量子计算机准备的量子信息。
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据介绍，这种新方法通过将电量子态转化为声音来存储量子信息。该方法利用了声子，相当于光子这种光粒子的声音。而在量子力学中，所有的波都是粒子，反之亦然。该实验研究利用声子来存储量子信息，因为制造能够存储这些机械波的小型设备相对容易。
要想理解声波如何存储信息，可以想象一个回声极强的房间。现在，假设你需要记住下午的杂货清单，于是你打开房间的门，大声喊道：“鸡蛋、培根和牛奶！”然后关上房门。
一小时后，到了去杂货店的时间，你打开门，把头探进去，听到自己的声音还在回响：“鸡蛋、培根和牛奶！”你刚刚用声波储存了信息。当然，在现实世界中，这样的回声不会持续很长时间。
研究团队的解决方案是一种由柔性板组成的微型装置，这种柔性板会被极高频率的声波振动。当在这些板上放置电荷时，它们就能与携带量子信息的电信号相互作用。这样，信息就可以通过管道输入设备进行存储，并将其输出以供以后使用。
根据Mohammad Mirhosseini的说法，以前的研究曾对一种被称为压电体的特殊材料进行过调查，以此作为在量子应用中将机械能转化为电能的一种手段。
“然而，这些材料往往会导致电磁波和声波的能量损失，而损失是量子世界的一大杀手，”他补充道。相比之下，Mirhosseini和他的团队开发的新方法不依赖于特定材料的特性，使其与基于微波的现有量子器件兼容。
研究人员还称，制造体积小的有效存储设备是量子应用研究人员面临的另一个实际挑战。
“不过，我们的方法能让电路中的量子信息存储时间比其他小型机械设备长两个数量级。”他们说。
编辑/范辉