Інженери розробили метод для перетворення електричних квантових станів у звук і навпаки. Дослідження опубліковано в журналі Nature Physics.
Дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту (Калтех) розробили пристрій для перетворення квантових станів світла в фонони — звукові еквіваленти фотонів. Технологія відкриває можливості для створення нового типу систем для зберігання інформації у квантових обчисленнях.
Пристрій для перетворення являє собою набір гнучких пластин, які вібрують під дією звукових хвиль на надзвичайно високих частотах. Коли на ці пластини поміщається електричний заряд, вони стають здатними взаємодіяти з електричними сигналами, що несуть квантову інформацію. Це дозволяє передати цю інформацію в пристрій для зберігання для подальшого використання.
Різні групи дослідників вже намагалися створити пристрої для перетворення електромагнітних квантових станів у звук, відзначають дослідники. Як правило, вони використовували для цього п’єзоелектрики, які можуть перетворювати електричну енергію в механічну. Але в цих матеріалах дуже високі втрати енергії для електричних і звукових хвиль.
Рішення, створене в Калтесі, не залежить від властивостей конкретних матеріалів, що робить його сумісним з відомими квантовими пристроями, заснованими на мікрохвилях. У серії експериментів дослідники продемонстрували, що воно дозволяє зберігати квантову інформацію з електричних ланцюгів на два порядки довше, ніж інші компактні механічні пристрої.
Щоб зрозуміти, як звукова хвиля може зберігати інформацію, можна уявити кімнату з дуже сильним відлунням, пояснюють дослідники. Якщо крикнути в такому приміщенні щось, що треба запам’ятати, наприклад, список покупок, і закрити двері, відлуння «збереже» інформацію. Якщо через годину знову заглянути в кімнату, можна буде почути свій голос. Це дуже велике спрощення, але в цілому пристрій працює за таким принципом.