داخل بلورة صغيرة، يُحتجز الصوت كما يُحتجز الضوء في غرفة مرايا. ينعكس عن الجدران مكوّنًا موجات واقفة — عددًا من الاهتزازات التوافقية، لكل منها تردده الخاص. تعلم الفيزيائيون استخدام هذه الاهتزازات ككيوبتات — الخلايا الأساسية للمعلومات الكمومية.
العنصر الأساسي هو كيوبت فائق التوصيل يعمل كقائد لأوركسترا الأنماط الصوتية. يتحكم في حالاتها من خلال تنفيذ بوابات ذات كيوبت واحد وبوابات طور متحكم فيه. هذه المجموعة شاملة: يمكن بناء أي خوارزمية كمومية منها. وقد تأكد ذلك في التجربة بتشغيل تحويل فورييه الكمومي وخوارزمية إيجاد الدورة.
النتيجة خطوة مهمة نحو تقنيات الكم حيث تعمل الموجات الصوتية كذاكرة وعناصر حسابية. تجمع هذه الأنظمة الهجينة بين نقاط القوة في منصات مختلفة: دوائر فائقة التوصيل سريعة وأنماط ميكانيكية طويلة العمر.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2601.07825
Hybrid quantum systems combine the unique advantages of different physical platforms with the goal of realizing more powerful and practical quantum information processing devices. Mechanical systems, such as bulk acoustic wave resonators, feature a large number of highly coherent harmonic modes in a compact footprint, which complements the strong nonlinearities and fast operation times of superconducting quantum circuits. Here, we demonstrate an architecture for mechanical resonator-based quantum computing, in which a superconducting qubit is used to perform quantum gates on a collection of mechanical modes. We show the implementation of a universal gate set, composed of single-qubit gates and controlled arbitrary-phase gates, and showcase their use in the quantum Fourier transform and quantum period finding algorithms. These results pave the way toward using mechanical systems to build crucial components for future quantum technologies, such as quantum random-access memories.
يمكن للمرنانات الميكانيكية تخزين المعلومات الكمومية لفترة أطول من الكيوبتات فائقة التوصيل، بفضل التماسك العالي للاهتزازات الصوتية.
فكرة استخدام الموجات الصوتية في الحساب تتردد مع أجهزة الكمبيوتر الصوتية الخيالية التي تعالج المعلومات عبر اهتزازات الشبكة البلورية.