量子估算，如同傳統估算一樣，須要一種方式來儲存它使用和處理的信息。在您如今使用的計算機上，信息，無論是您的狗的相片、關于同學生日的提醒，還是您在瀏覽器地址欄中輸入的詞組，都必須儲存在某個地方。量子估算作為一個新領域，仍在研究在那里以及怎樣儲存量子信息。
在發表在《自然化學學》雜志上的一篇論文中，電氣工程和應用數學學助理院長展示了他的實驗室開發的一種新方式，該方式可以有效地將電量子態轉化為聲音，反之亦然。這種類型的轉換可能容許儲存由未來量子計算機打算的量子信息，這種量子計算機可能由電路制成。
這些方式借助了所謂的聲子，相當于稱為光子的光粒子的聲音。（請記住，在量子熱學中，所有波都是粒子，反之亦然）。該實驗研究了用于儲存量子信息的聲子，由于建立可以儲存這種機械波的大型設備相對容易。
要了解聲波怎么儲存信息，請想像一個非常回聲的臥室。如今量子通訊儲存，假定你須要記住你晚上的購物清單，所以你打開那種臥室的門，高呼“雞蛋，培根和果汁！”然后關上門。一個小時后，到了去雜貨店的時侯，你打開門，把頭探進去，看到你自己的聲音還在回蕩，“雞蛋、培根和果汁！”您剛才使用聲波來儲存信息。
其實，在現實世界中，這樣的回聲不會持續很長時間，你的聲音最終可能會失真，以至于你沒法再分辨你自己的話，更不用說使用整個屋子來儲存一點數據將是荒唐的。研究小組的解決方案是一個由柔性板組成的微型裝置，這種柔性板被極高頻的聲波震動。當電荷被放置在這種板上時，它們才能與攜帶量子信息的聯通號互相作用。這容許將信息通過管線傳輸到設備中進行儲存，并通過管線傳輸到設備以供之后使用-這與你在本故事上面喊的臥室的門沒有哪些不同。
依據的說法，先前的研究早已調查了一種稱為壓電的特殊類型的材料，作為在量子應用上將機械能轉換為電能的手段。
“然而，這種材料常常會引起電波和聲波的能量損失，而耗損是量子世界的一大殺手，”說。相比之下，和他的團隊開發的新方式獨立于特定材料的性質，使其與基于微波的已完善的量子元件兼容。
對于從事量子應用的研究人員來說，創建具有小占地面積的有效儲存設備是另一個實際挑戰，小組的研究生量子通訊儲存，該論文的主要作者Alkim說。
“然而，我們的方式才能將來自電路的量子信息儲存時間比其他緊湊型機械設備長兩個數目級，”他補充道。
該研究的共同作者包括柴塔利·喬希和韓·趙，她們都是電氣工程和應用數學學的博士后學者;彼得·戴（PeterDay）和亨利·勒杜克（HenryLeDuc）是加洲理工大學為NASA管理的噴氣助推實驗室的科學家。
更多信息：Alkim等人，長壽命聲子的量子機電插口，自然數學學（2023）。DOI：10.1038/-023-02080-w.
刊物信息：《自然數學學》