Как старинная формула 1932 года совершила революцию в квантовых вычислениях?

Исследователи из Департамента прикладной физики Университета Аалто разработали революционный метод управления квантовыми состояниями, основанный на математической формуле 90-летней давности. Новый подход позволяет системе «перепрыгивать» через энергетические уровни в трехуровневых квантовых системах, что существенно упрощает управление кубитами.
Как старинная формула 1932 года совершила революцию в квантовых вычислениях?
Изображение носит иллюстративный характер

Формула, лежащая в основе открытия, была разработана в 1932 году четырьмя выдающимися физиками: Львом Ландау, Кларенсом Зенером, Эрнстом Штюкельбергом и Этторе Майораной. Спустя почти век она нашла неожиданное применение в квантовых вычислениях.

Исследовательская группа под руководством доцента Сорина Параоану, включающая докторанта Исака Бьоркмана и постдока Марко Кузмановича, реализовала этот метод на сверхпроводящей схеме, аналогичной тем, что используются в квантовых компьютерах.

Технически процесс осуществляется путем перевода устройства из основного энергетического состояния непосредственно во второе возбужденное состояние, минуя первое. Это достигается за счет двух одновременных процессов Ландау-Зенера-Штюкельберга-Майораны с использованием виртуального перехода через промежуточное состояние и линейной частотной модуляции управляющего сигнала.

Новый метод обладает рядом существенных преимуществ: он не требует точного знания частоты перехода, обеспечивает высокую вероятность переноса, устойчив к частотному дрейфу и значительно проще традиционных подходов. Кроме того, он позволяет сократить количество необходимого оборудования и обеспечивает точное целевое управление состояниями в многоуровневых системах.

Исследование проводилось с использованием инфраструктуры Лаборатории низких температур и производственных мощностей Micronova, входящих в состав финской национальной исследовательской инфраструктуры OtaNano. Результаты были опубликованы в престижном журнале Physical Review Letters.

Открытие имеет широкие перспективы применения в квантовых вычислениях, особенно в многоуровневых квантовых архитектурах и системах, где модификация энергетических уровней затруднена или невозможна. Это достижение может стать важным шагом в развитии более эффективных и надежных квантовых компьютеров.


Новое на сайте

20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b] 20051[b]Зелёные камни в пещере Пиренеев: четыре тысячи лет медной металлургии[/b]
Ссылка