май 14, 2024

Учени са създали нов елемент на квантовата памет – свръхпроводим микровълнов мемкондензатор

Днес в областта на изчислителната техника навлизат две нови тенденции – квантовата и невроморфната. Изглежда, че това са две различни области, но на кръстопътя на тези области могат да възникнат толкова мощни изчислителни решения, че всичко останало ще изглежда като детска играчка. Не напразно съществуват подозрения, че човешката умствена дейност се съпровожда от квантови ефекти, което кара учените да търсят нови видове памет с квантови явления.

Във връзка с това международна група учени от Германия, Китай и Чили предложи своя версия на такава отдавна предложена памет като мемкондензатор (memcapacitor).

Мемкондензаторите са предложени от теоретиците преди повече от 50 години, заедно с мемристорите и мемпроводниците. По принцип всеки материал с нелинейни характеристики (с хистерезисен контур) може да служи като памет за електронни устройства. В нова статия, публикувана наскоро в списание Communications Materials изследователите описват как са търсили връзка между електронните сигнали и квантовите ефекти и как им е помогнал мемкондензаторът.

Мемкондензаторите позволяват съхраняване на информация чрез свързване на напрежение и заряд (мемристорите например свързват ток и напрежение). Остава всичко това да се свърже със „страховити“ квантови състояния, така че квантовата клетка на паметта да може да се записва и чете, без да се разрушава и така че квантовите ефекти, включително заплитането по принцип да могат да възникват в такава макросистема и да бъдат наблюдавани (измервани).

Схема на свръхпроводим микровълнов мемкондензатор

Учените предлагат микровълновото излъчване като инструмент за въздействие върху елемента на квантовата памет.

Самият елемент на паметта представлява две свързани осцилиращи вериги, едната от които е основната, а другата – спомагателна, въведена, за да стабилизира работата на основната верига поради организираната с нея обратна връзка. Така нареченият SQUID елемент или свръхпроводящ магнитометър (интерферометър) е свързан към основната верига. SQUID се влияе от микровълново излъчване, чийто интензитет зависи от измерванията на спомагателната верига и също така контролира състоянието на клетката на паметта. Благодарение на обратната връзка представеният елемент демонстрира стабилна работа и както показват експериментите, всичко това е съпроводено с квантови ефекти, включително явлението заплитане.

„Това устройство работи с класически вход в единия резонатор, като едновременно с това засича отговора в другия и служи като основен градивен елемент за създаване на масиви от устройства за съхранение на микровълнова квантова памет. Наблюдаваме, че двупосочната схема може да запази свойствата си на памет и да прояви заплитане и квантови корелации. Резултатите ни откриват пътя за експериментална реализация на свръхпроводящи квантови устройства с голям капацитет на паметта и масиви от памет за невроморфни квантови изчисления.

обясняват изследователите в своята статия

source

Сподели: