Математический способ определения времени жизни квантовой информации

Новое элегантное уравнение позволяет ученым легко рассчитать время жизни квантовой ии для 12 000 различных материалов.


Ученые открыли математический способ расчета важнейшей характеристики квантовых устройств.

Изучив числа квантовых свойств 12 000 элементов и соединений, исследователи опубликовали новое уравнение для аппроксимации продолжительности времени, в течение которого материалы могут сохранять квантовую информацию, называемого «временем когерентности».

Элегантная формула позволяет ученым мгновенно оценить время когерентности материалов, а не часы или недели, которые потребовались бы для расчета точного значения.

Команда, состоящая из ученых из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, Чикагского университета, Университета Тохоку в Японии и Университета Аджу в Корее, опубликовала свои результаты в апреле в Труды Национальной академии наук.

Их работа поддерживается Центром новых путей к квантовой когерентности в материалах, Исследовательским центром Energy Frontier, финансируемым Министерством энергетики США, и Q-NEXT, Национальным исследовательским центром квантовой информации Министерства энергетики США под руководством Аргонна.

Уравнение команды применимо к определенному классу материалов — тем, которые можно использовать в устройствах, называемых спиновыми кубитами.

«Людям приходилось полагаться на сложные коды и расчеты, чтобы предсказать время когерентности спиновых кубитов. Но теперь люди могут вычислить предсказание самостоятельно мгновенно», — сказал соавтор исследования Шун Канай из Университета Тохоку. «Это открывает перед исследователями возможность самостоятельно находить новое поколение материалов для кубитов».

Кубиты — это фундаментальная единица квантовой информации, квантовая версия классических компьютерных битов. Они бывают разных форм и разновидностей, включая тип, называемый спиновым кубитом. Спиновый кубит хранит данные о спине материала — квантовом свойстве, присущем всей атомной и субатомной материи, такой как электроны, атомы и группы атомов.