Создан прототип квантового компьютера из "говорящих" атомов

Швейцарские исследователи из EPFL представили прототип вычислительной системы, работающей на основе звуковых волн. В отличие от традиционных квантовых компьютеров, их система нечувствительна к разрушению суперпозиции при измерении.

Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработали аналоговый акустический квантовый компьютер — прототип устройства, где кубиты представлены звуковыми волнами. Этот подход основан на свойствах гармоник: дополнительные частоты, присутствующие в любом акустическом сигнале, схожи с состоянием суперпозиции в квантовом мире.

В традиционной квантовой механике суперпозиция разрушается при измерении, но звуковые волны устойчивы к такому воздействию. Это открывает возможность создания стабильных акустических кубитов.

Исследователи построили систему из так называемых «кубиков» — элементов с динамиком и микрофоном. Они взаимодействуют друг с другом, передавая звуковые сигналы, как атомы в кристаллической решетке передают колебания. 

Такая архитектура позволяет имитировать квантовые процессы без необходимости охлаждать систему до экстремально низких температур, как это требуется для традиционных квантовых компьютеров.

Хотя нынешний прототип не является настоящим квантовым компьютером, он может быть полезен для экспериментов с квантовыми эффектами в макромасштабе. В перспективе технология найдет применение в телекоммуникациях, управлении звуковыми волнами и даже медицинских исследованиях. Ученые надеются, что их разработка поможет понять природу шума в ушах (тиннитуса) и найти способы его лечения.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B.