Кусочек сахара, зажатый пальцами, почти наверняка раскрошится, а не сожмётся ровно. Похожая задача стоит перед создателями квантовых компьютеров. Им необходимо слегка растягивать или сжимать миниатюрные кремниевые пластинки — на них потом размещают кубиты. Однако стандартные «тиски» из пьезокристаллов (материалов, меняющих размер под напряжением) рассчитаны на тонкие и длинные образцы, а не на толстые квадратные чипы.
Инженеры в этой работе разработали хитрый симметричный захват. Чип зажимается не с одной стороны, а сразу с двух — словно две ладони бережно давят на брусок с обеих сторон. Так пропадают изгиб и опасный сдвиг, способные нарушить квантовые свойства. Вдобавок всю конструкцию поместили в заземлённую клетку Фарадея — металлический экран, который не пропускает электрические поля. Иначе высокое напряжение на пьезоэлементах могло бы сбить настройку кубитов.
Внутри ячейки проложили плотный слой проводков для радиочастотных и постоянных сигналов — как многоэтажная развязка, где каждый провод идёт к своему кубиту и не мешает соседям. Такая конструкция позволяет стандартно приваривать контакты и при этом держать высоковольтные части подальше от чувствительной начинки. В итоге получается ровное, предсказуемое натяжение без паразитных электрических полей — именно то, что нужно для точной настройки квантовых устройств. Так хрупкий сахар перестаёт крошиться, когда его сжимают с умом.
Пьезоэффект, используемый в таких ячейках, работает в обе стороны: если сжать кристалл кварца, он выдаст напряжение, а если подать напряжение — кристалл изменит форму. Именно так работают зажигалки с искрой.
В романе «Алмазный век» Нила Стивенсона нанотехнологии управляют веществом через механические напряжения на атомном уровне — подобно тому, как здесь деформация настраивает квантовые состояния.