Convert quantum information into sound waves
마인드 캔버스
과학자들, 양자 정보를 음파로 전환하여 메모리 수명을 30배 연장
과학자들은 양자 컴퓨팅의 가장 큰 과제 중 하나인 '양자 정보를 충분히 오래 유지하여 진정으로 유용하게 만드는 방법'을 해결하는 데 큰 진전을 이루었습니다. 한 연구팀은 취약한 양자 상태를 전기 신호에서 음파로 성공적으로 변환하여 양자 메모리 수명을 이전보다 최대 30배 더 길게 만들었습니다.
작동 방식은 다음과 같습니다. 많은 양자 컴퓨터의 작은 구성 요소인 초전도 큐비트는 양자 정보를 전기 진동으로 저장합니다. 이 큐비트들은 매우 빠르지만 정보를 빠르게 잃어버려 오류가 발생하기 전에 수행할 수 있는 계산 수를 제한합니다. 이를 해결하기 위해 연구원들은 초전도 큐비트를 미세한 기계식 발진기에 연결하는 하이브리드 시스템을 구축했습니다. 이 발진기는 초당 수십억 번 진동하는 작은 소리굽쇠처럼 작동합니다. 큐비트에서 양자 정보를 이러한 음파 진동으로 전달함으로써 정보는 더 안정적인 형태로 저장됩니다.
이 미세한 규모에서 음파는 양자 상태를 유지하는 데 놀랍도록 탁월합니다. 음파는 기계 장치 내에 갇혀 있으며 일반적으로 양자 정보를 파괴하는 환경으로 에너지를 누출할 가능성이 적습니다. 데이터가 안전하게 저장되면 필요할 때 다시 전기 형태로 변환하여 읽어낼 수 있습니다.
이 획기적인 발전은 기계 시스템이 일종의 "양자 하드 드라이브" 역할을 하여 더 복잡한 작업을 수행할 수 있을 만큼 오랫동안 데이터를 일관되게 유지할 수 있음을 보여줍니다. 과학자들이 정보 전송 속도를 높이고 대규모 양자 컴퓨터에서 작동할 수 있도록 기술을 확장해야 하므로 아직 완전한 해결책은 아닙니다. 그러나 이는 실용적이고 안정적인 양자 메모리를 향한 중요한 발걸음입니다.
이 발견은 양자 컴퓨터가 더 길고 안정적인 계산을 수행할 수 있는 미래에 우리를 더 가깝게 만들며, 의학, 암호학, 재료 과학 분야의 혁신을 위한 문을 열어줍니다.
Mind Canvas
Scientists Extend Memory Life by 30x by Transforming Quantum Information into Sound Waves
Scientists have made great strides in addressing one of the biggest challenges of quantum computing: 'how to keep quantum information long enough to make it truly useful.' A research team successfully converted a fragile quantum state from an electrical signal to a sound wave, making quantum memory life up to 30 times longer than before.
The operation method is as follows. Superconducting qubits, a small component of many quantum computers, store quantum information as electrical vibrations. These qubits are very fast but lose information quickly, limiting the number of computations that can be performed before an error occurs. To address this, researchers have built a hybrid system that connects superconducting qubits to a fine mechanical oscillator. This oscillator works like a small tuning fork that vibrates billions of times per second. By transferring quantum information from the qubit to these sonic vibrations, the information is stored in a more stable form.
At this minute scale, sound waves are surprisingly excellent at maintaining quantum states. Sound waves are trapped within mechanical devices and are generally less likely to leak energy into environments that destroy quantum information. Once the data is stored securely, it can be converted back to electrical form and read when needed.
This breakthrough is that mechanical systems are a kind of "quantum hard drive". By playing a role, it shows that data can be kept consistent for a long time enough to perform more complex tasks. It is not yet a complete solution as scientists need to expand their technology to speed up information transmission and to enable them to operate on large quantum computers. However, this is an important step towards practical and stable quantum memory.
This discovery brings us closer in the future, where quantum computers can perform longer and more stable calculations, and opens the door for innovation in the fields of medicine, cryptography, and materials science.
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