Тихий помощник для квантовых компьютеров: как постоянное напряжение наводит порядок ✛
Переводчик в зале суда должен передавать каждое слово, не отвлекаясь на шум в зале. В квантовом мире роль такого переводчика играет сверхпроводящий резонатор, который должен терять фотоны строго по расписанию, не сбиваясь на посторонние эффекты. Раньше для этого использовали микроволновую накачку, но она сама создавала помехи, как если бы переводчик начинал выкрикивать реплики зрителей.
Теперь учёные нашли способ тише. Вместо громкой накачки они подали на сверхпроводящий контур постоянное напряжение. Когда через контакт проходит пара электронов, она высвобождает энергию, которую можно точно настроить так, чтобы два фотона из резонатора памяти превращались в один фотон в буферном резонаторе. Буферный резонатор быстро теряет этот фотон, и система приходит в нужное состояние.
Такой подход открывает путь к стабилизации котовых кубитов, которые нужны для квантовой коррекции ошибок. Если раньше накачка сама создавала ошибки, то теперь постоянное напряжение работает как идеальный переводчик: точно, тихо и без лишних слов.
Скорость двухфотонной диссипации 0,51 МГц означает, что пара фотонов покидает резонатор за 2 микросекунды, что сравнимо с временем жизни одиночного фотона в этом же резонаторе (3,1 мкс).
Идея использования диссипации для стабилизации квантовых состояний напоминает концепцию «квантового демона Максвелла»: вместо борьбы с потерями их направляют в нужное русло, как в романе Грега Игана «Город перестановок», где квантовые состояния поддерживаются активным управлением окружением.