Odczytywanie danych zawartych w bitach kwantowych Zachowanie się makroskopowych obwodów elektrycznych w sposób właściwy dla obwodów kwantowych jest sprzeczne z intuicją. Niemniej ostatnio zaobserwowana kwantowa koherencja w nadprzewodzących obwodach elektronicznych otwiera całkiem nowe kierunki praktycznej implementacji kwantowej techniki obliczeniowej. Gospodarka cyfrowa © Shutterstock Spośród układów fizycznych sugerowanych jako nadające się do implementacji bitów informacji kwantowej obwody w technologii ciała stałego oferują najbardziej realną możliwość wykonania dużej liczby współdziałających kubitów. Ściślej rzecz ujmując, nadprzewodzące obwody mikroelektroniczne ze zintegrowanymi w nich złączami Josephsona mogą stanowić sztuczne układy dwustanowe. Naukowcy z Politechniki Chalmersa w Szwecji sprzęgli pudełko oparte na pojedynczej parze Coopera (ang. single-Cooper-pair box, SCB) z niezwykle czułym elektrometrem w celu zmierzenia nadmiaru lub braku ładunku w tej nadprzewodzącej wyspie. Stan ładunku tego ładunkowego kubitu był ustalany na podstawie liczby par Coopera tunelowanych przez złącza Josephsona. Mierzono go za pomocą tranzystora jednoelektronowego skonfigurowanego pod kątem odczytu drogą radiową. Chociaż wyniki były zachęcające, uwadze naukowców umknął jeden aspekt, który dotyczył efektywności pomiaru pod względem wydobywania wszystkich istotnych informacji w ograniczonym czasie. Pod auspicjami projektu SQUBIT-2, finansowanego ze środków Piątego Programu Ramowego, wprowadzono alternatywny schemat odczytu stanu, w którym wykorzystano efektywną pojemność pojedynczego SCB. Zintegrowanie pudełka SCB z obwodem rezonansowym LC w postaci pętli zamkniętej, złożonej tylko z kondensatora i cewki, umożliwiło ustalanie jego efektywnej pojemności na podstawie obserwacji indukowanego ładunku. Sztuczne układy dwustanowe i pomiarowe zintegrowane w jednym przyrządzie umożliwiły szybkie, a przede wszystkim dobre odczyty stanu SCB. Ponadto pozwoliły na odczyt wzajemnie sprzężonych wielu bitów kwantowych zrealizowanych w technologii ciała stałego, a także umożliwiły wykonanie bramek kwantowych. Te osiągnięcia pokazały, że układy kwantowe w technologii ciała stałego mogą w całkiem niedalekiej przyszłości być wykorzystywane jako podstawowe elementy do operowania informacjami kwantowymi.
