量子計(jì)算就像傳統(tǒng)計(jì)算一樣，需要一種方法來存儲(chǔ)它使用和處理的信息。在你現(xiàn)在使用的電腦中，所有信息都必須存儲(chǔ)在某個(gè)地方。量子計(jì)算作為一個(gè)相對(duì)較新的領(lǐng)域，目前科學(xué)界仍在探索量子信息的存儲(chǔ)位置和方式。
在最近發(fā)表在《自然物理學(xué)》雜志上的一篇論文中，美國(guó)加州理工學(xué)院（Caltech）電子工程和應(yīng)用物理學(xué)助理教授Mohammad Mirhosseini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)換為聲音，反之亦然。
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研究人員表示，這種類型的轉(zhuǎn)換可能允許存儲(chǔ)由未來的量子計(jì)算機(jī)準(zhǔn)備的量子信息。
據(jù)介紹，這種新方法通過將電量子態(tài)轉(zhuǎn)化為聲音來存儲(chǔ)量子信息。該方法利用了聲子，相當(dāng)于光子這種光粒子的聲音。而在量子力學(xué)中，所有的波都是粒子，反之亦然。該實(shí)驗(yàn)研究利用聲子來存儲(chǔ)量子信息，因?yàn)橹圃炷軌虼鎯?chǔ)這些機(jī)械波的小型設(shè)備相對(duì)容易。
要想理解聲波如何存儲(chǔ)信息，可以想象一個(gè)回聲極強(qiáng)的房間。現(xiàn)在，假設(shè)你需要記住下午的雜貨清單，于是你打開房間的門，大聲喊道：“雞蛋、培根和牛奶！”然后關(guān)上房門。
一小時(shí)后，到了去雜貨店的時(shí)間，你打開門，把頭探進(jìn)去，聽到自己的聲音還在回響：“雞蛋、培根和牛奶！”你剛剛用聲波儲(chǔ)存了信息。當(dāng)然，在現(xiàn)實(shí)世界中，這樣的回聲不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
研究團(tuán)隊(duì)的解決方案是一種由柔性板組成的微型裝置，這種柔性板會(huì)被極高頻率的聲波振動(dòng)。當(dāng)在這些板上放置電荷時(shí)，它們就能與攜帶量子信息的電信號(hào)相互作用。這樣，信息就可以通過管道輸入設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)，并將其輸出以供以后使用。
根據(jù)Mohammad Mirhosseini的說法，以前的研究曾對(duì)一種被稱為壓電體的特殊材料進(jìn)行過調(diào)查，以此作為在量子應(yīng)用中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一種手段。
“然而，這些材料往往會(huì)導(dǎo)致電磁波和聲波的能量損失，而損失是量子世界的一大殺手，”他補(bǔ)充道。相比之下，Mirhosseini和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新方法不依賴于特定材料的特性，使其與基于微波的現(xiàn)有量子器件兼容。
研究人員還稱，制造體積小的有效存儲(chǔ)設(shè)備是量子應(yīng)用研究人員面臨的另一個(gè)實(shí)際挑戰(zhàn)。
“不過，我們的方法能讓電路中的量子信息存儲(chǔ)時(shí)間比其他小型機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。”他們說。
（來源：財(cái)聯(lián)社）
