用聲波存儲量子信息？

6月26日消息（南山）據(jù)外媒報道，加州理工學(xué)院電子工程和應(yīng)用物理學(xué)助理教授Mohammad Mirhosseini在《自然·物理》上發(fā)表論文稱，展示了其實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的一種新方法，可以有效地將電量子態(tài)轉(zhuǎn)換為聲波，或者將聲波轉(zhuǎn)化為電量子態(tài)。這種類型的翻譯可能允許存儲未來量子計算機(jī)準(zhǔn)備的量子信息。

這種方法利用了“聲子”，這是一種類似光子的聲音等效物。該實(shí)驗(yàn)研究用于存儲量子信息的聲子，因?yàn)榻ㄔ炷軌虼鎯@種聲波的小型設(shè)備相對容易。

要了解聲波如何存儲信息，請想象一個回聲極佳的房間?，F(xiàn)在，假設(shè)你需要記住下午的雜貨清單，那么你打開房間的門，大喊“雞蛋、熏肉和牛奶！”然后關(guān)上門。一個小時后，當(dāng)你該去雜貨店的時候，你打開門，把頭伸進(jìn)去，聽到自己的聲音仍在回響，“雞蛋、熏肉和牛奶！”你只是用聲波存儲信息。

當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)世界中，這樣的回聲不會持續(xù)很長時間，你的聲音可能會失真，以至于你再也聽不出自己的話，更不用說用整個房間存儲一點(diǎn)數(shù)據(jù)是荒謬的。該研究小組的解決方案是一種由柔性板組成的微型裝置，這些柔性板在極高頻率的聲波作用下振動。當(dāng)在這些板上放置電荷時，它們能夠與攜帶量子信息的電信號相互作用。這使得這些信息可以通過管道傳輸?shù)皆O(shè)備中進(jìn)行存儲，然后再傳輸出來供以后使用。

Mohammad Mirhosseini表示，之前已經(jīng)研究了一種特殊類型的材料，稱為壓電材料，作為在量子應(yīng)用中將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的一種手段。

然而，這些材料往往會導(dǎo)致電波和聲波的能量損失，而這種損失是量子世界中的一大殺手。相比之下，Mohammad Mirhosseini和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新方法獨(dú)立于特定材料的特性，使其與基于微波的既定量子器件兼容。

團(tuán)隊(duì)的研究生、論文主要作者Alkim Bozkurt說，創(chuàng)建占地面積小的有效存儲設(shè)備是量子應(yīng)用研究人員面臨的另一個實(shí)際挑戰(zhàn)。“然而，我們的方法能夠從電路中存儲量子信息，存儲時間比其他緊湊型機(jī)械設(shè)備高兩個數(shù)量級。”

描述這項(xiàng)工作的論文標(biāo)題為“長壽命聲子的量子機(jī)電接口”，加州理工學(xué)院多名科學(xué)家參與了聯(lián)合撰寫。

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