量子計算就像傳統(tǒng)計算一樣，需要一種方法來存儲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在某個地方。量子計算作為一個相對較新的領域，目前科學界仍在探索量子信息的存儲位置和方式。
在最近發(fā)表在《自然物理學》雜志上的一篇論文中，美國加州理工學院（Caltech）電子工程和應用物理學助理教授Mohammad Mirhosseini展示了其實驗室開發(fā)的一種新方法，可以有效地將電量子態(tài)轉換為聲音，反之亦然。
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研究人員表示，這種類型的轉換可能允許存儲由未來的量子計算機準備的量子信息。
據介紹，這種新方法通過將電量子態(tài)轉化為聲音來存儲量子信息。該方法利用了聲子，相當于光子這種光粒子的聲音。而在量子力學中，所有的波都是粒子，反之亦然。該實驗研究利用聲子來存儲量子信息，因為制造能夠存儲這些機械波的小型設備相對容易。
要想理解聲波如何存儲信息，可以想象一個回聲極強的房間。現(xiàn)在，假設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！”然后關上房門。
一小時后，到了去雜貨店的時間，你打開門，把頭探進去，聽到自己的聲音還在回響：“雞蛋、培根和牛奶！”你剛剛用聲波儲存了信息。當然，在現(xiàn)實世界中，這樣的回聲不會持續(xù)很長時間。
研究團隊的解決方案是一種由柔性板組成的微型裝置，這種柔性板會被極高頻率的聲波振動。當在這些板上放置電荷時，它們就能與攜帶量子信息的電信號相互作用。這樣，信息就可以通過管道輸入設備進行存儲，并將其輸出以供以后使用。
根據Mohammad Mirhosseini的說法，以前的研究曾對一種被稱為壓電體的特殊材料進行過調查，以此作為在量子應用中將機械能轉化為電能的一種手段。
“然而，這些材料往往會導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，”他補充道。相比之下，Mirhosseini和他的團隊開發(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設備是量子應用研究人員面臨的另一個實際挑戰(zhàn)。
“不過，我們的方法能讓電路中的量子信息存儲時間比其他小型機械設備長兩個數(shù)量級。”他們說。
（來源：財聯(lián)社）
