В финском университете Аалто продемонстрировано применение микроволновых сигналов для кодирования квантовой информации. Ранее в качестве базиса для квантовых вычислений исследователями рассматривались главным образом оптические системы.

В эксперименте использовали микроволновой резонатор сверхчувствительных измерительных приборов SQUID (Superconductive Quantum Interference Device). Его удерживали при температуре вблизи абсолютного нуля, при которой любое тепловое движение останавливается.

Такое состояние соответствует полной темноте (отсутствию фотонов) и называется квантовым вакуумом. Тем не менее, из-за флуктуаций квантового вакуума, в нем на очень короткое время возникают из ничего фотоны. Исследователям удалось преобразовать эти флуктуации в реальные фотоны микроволнового излучения разной частоты, продемонстрировав, что темнота это больше, чем просто отсутствие света.

Они также выяснили, что эти фотоны скоррелированы между собой.

«Мы смогли контролируемым образом создать в нашей экспериментальной установке сложные корреляции микроволновых сигналов», — сообщил доктор Паси Лётинмаки (Pasi Lähteenmäki), один из авторов статьи об этой работе, вышедшей в журнале Nature Communications.

Это указывает на возможность использования разных частот в квантовых вычислениях. Фотоны с разными частотами будут соответствовать регистрам в классических компьютерах, и между ними можно будет выполнять логические операции.

По мнению профессора Перти Хаконена (Pertti Hakonen) использование многочастотных микроволновых сигналов открывает возможность создания альтернативной архитектуры квантового компьютера, в которой логические вентили образуются последовательностями квантовых измерений, фотоны создаются прямо в резонаторе и физические кубиты становятся не нужны.