用聲波存儲(chǔ)量子信息？

6月26日消息（南山）據(jù)外媒報(bào)道，加州理工學(xué)院電子工程和應(yīng)用物理學(xué)助理教授Mohammad Mirhosseini在《自然·物理》上發(fā)表論文稱(chēng)，展示了其實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的一種新方法，可以有效地將電量子態(tài)轉(zhuǎn)換為聲波，或者將聲波轉(zhuǎn)化為電量子態(tài)。這種類(lèi)型的翻譯可能允許存儲(chǔ)未來(lái)量子計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備的量子信息。

這種方法利用了“聲子”，這是一種類(lèi)似光子的聲音等效物。該實(shí)驗(yàn)研究用于存儲(chǔ)量子信息的聲子，因?yàn)榻ㄔ炷軌虼鎯?chǔ)這種聲波的小型設(shè)備相對(duì)容易。

要了解聲波如何存儲(chǔ)信息，請(qǐng)想象一個(gè)回聲極佳的房間?，F(xiàn)在，假設(shè)你需要記住下午的雜貨清單，那么你打開(kāi)房間的門(mén)，大喊“雞蛋、熏肉和牛奶！”然后關(guān)上門(mén)。一個(gè)小時(shí)后，當(dāng)你該去雜貨店的時(shí)候，你打開(kāi)門(mén)，把頭伸進(jìn)去，聽(tīng)到自己的聲音仍在回響，“雞蛋、熏肉和牛奶！”你只是用聲波存儲(chǔ)信息。

當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)世界中，這樣的回聲不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，你的聲音可能會(huì)失真，以至于你再也聽(tīng)不出自己的話(huà)，更不用說(shuō)用整個(gè)房間存儲(chǔ)一點(diǎn)數(shù)據(jù)是荒謬的。該研究小組的解決方案是一種由柔性板組成的微型裝置，這些柔性板在極高頻率的聲波作用下振動(dòng)。當(dāng)在這些板上放置電荷時(shí)，它們能夠與攜帶量子信息的電信號(hào)相互作用。這使得這些信息可以通過(guò)管道傳輸?shù)皆O(shè)備中進(jìn)行存儲(chǔ)，然后再傳輸出來(lái)供以后使用。

Mohammad Mirhosseini表示，之前已經(jīng)研究了一種特殊類(lèi)型的材料，稱(chēng)為壓電材料，作為在量子應(yīng)用中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的一種手段。

然而，這些材料往往會(huì)導(dǎo)致電波和聲波的能量損失，而這種損失是量子世界中的一大殺手。相比之下，Mohammad Mirhosseini和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新方法獨(dú)立于特定材料的特性，使其與基于微波的既定量子器件兼容。

團(tuán)隊(duì)的研究生、論文主要作者Alkim Bozkurt說(shuō)，創(chuàng)建占地面積小的有效存儲(chǔ)設(shè)備是量子應(yīng)用研究人員面臨的另一個(gè)實(shí)際挑戰(zhàn)。“然而，我們的方法能夠從電路中存儲(chǔ)量子信息，存儲(chǔ)時(shí)間比其他緊湊型機(jī)械設(shè)備高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。”

描述這項(xiàng)工作的論文標(biāo)題為“長(zhǎng)壽命聲子的量子機(jī)電接口”，加州理工學(xué)院多名科學(xué)家參與了聯(lián)合撰寫(xiě)。

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