Naukowcy stworzyli nowy element pamięci kwantowej – nadprzewodzący memkondensator mikrofalowy

Redaktor NetMaster
Redaktor NetMaster
3 min. czytania

Dziś w dziedzinie informatyki wyłaniają się dwa nowe kierunki: kwantowy i neuromorficzny. Wydawać by się mogło, że są to dwie różne ścieżki, jednak na styku tych obszarów mogą powstać tak potężne rozwiązania obliczeniowe, że wszystko inne będzie wydawać się dziecinną zabawką. Nie bez powodu pojawiły się podejrzenia, że ​​ludzkiej aktywności umysłowej towarzyszą efekty kwantowe, co zmusza naukowców do poszukiwania nowych typów pamięci ze zjawiskami kwantowymi.

Międzynarodowa grupa naukowców z Niemiec, Chin i Chile zaproponowała własną wersję tak długo proponowanej pamięci, jak memkondensator. Memkondensatory zostały zaproponowane przez teoretyków ponad 50 lat temu wraz z memrystorami i meminduktorami. W zasadzie każdy materiał o charakterystyce nieliniowej (z pętlą histerezy) może służyć jako pamięć dla urządzeń elektronicznych. W nowym artykule opublikowanym niedawno w czasopiśmie Communications Materials badacze opisali, w jaki sposób szukali powiązania między sygnałami elektronicznymi a efektami kwantowymi oraz jak pomógł im w tym memkondensator.

Memkondensatory umożliwiają zapamiętywanie informacji poprzez połączenie napięcia i ładunku (na przykład memrystory łączą prąd i napięcie). Pozostaje tylko podłączyć to wszystko do „nieśmiałych” stanów kwantowych, aby kwantowa komórka pamięci mogła zostać zapisana i odczytana bez zniszczenia, a także aby w takim makrosystemie mogły w zasadzie wystąpić efekty kwantowe, w tym splątanie i być obserwowanym (mierzonym).

Naukowcy zaproponowali promieniowanie mikrofalowe jako narzędzie wpływania na element pamięci kwantowej. Sam element pamięci składa się z dwóch połączonych ze sobą obwodów oscylacyjnych, z których jeden jest głównym, a drugi pomocniczym, wprowadzonym w celu stabilizacji pracy obwodu głównego dzięki zorganizowanemu z nim sprzężeniu zwrotnemu. Do obwodu głównego podłączony jest tak zwany element SQUID lub magnetometr nadprzewodzący (interferometr). SQUID jest narażony na działanie promieniowania mikrofalowego, którego intensywność zależy od pomiarów w obwodzie pomocniczym i kontroluje także stan komórki pamięci. Dzięki sprzężeniu zwrotnemu prezentowany element wykazuje stabilną pracę i, jak wykazały eksperymenty, wszystkiemu temu towarzyszą efekty kwantowe, w tym zjawisko splątania.

„To urządzenie działa na klasycznym wejściu w jednej wnęce, jednocześnie wykrywając reakcję w drugiej, i służy jako podstawowy element konstrukcyjny do tworzenia mikrofalowych układów pamięci kwantowej. Obserwujemy, że obwód dwukierunkowy może zachować swoje właściwości pamięciowe oraz wykazywać splątanie i korelacje kwantowe. Nasze wyniki torują drogę do eksperymentalnego wdrożenia nadprzewodzących urządzeń kwantowych o dużej pojemności i układów pamięci do neuromorficznych obliczeń kwantowych” – wyjaśnili naukowcy w swoim artykule.

Udostępnij ten artykuł
Dodaj komentarz