Биты классических компьютеров кодируют либо 1, либо 0. Квантовые биты (они же кубиты) могут быть и 0 и 1 одновременно, что позволяет работать с несколькими сценариями одновременно, а не один за другим. Однако эти смешанные состояния длятся недолго. Поэтому обработка информации в квантовых компьютерах должна осуществляться быстрее, чем то, как это могут обеспечить современные электросхемы.
Ученые предложили манипулировать состояниями кубитов с помощью лазерных импульсов. Так можно получить различные способы вычислений, если носители заряда, используемые для кодирования квантовой информации, могут перемещаться.
Терагерцовый свет, который находится между инфракрасным и микроволновым излучением, колеблется достаточно быстро, чтобы сделать вычисления быстрыми. Но есть проблема, связанная с электромагнитными волнами, которые должны производить колебания — как положительные, так и отрицательные, а в сумме равные нулю. Положительный цикл может перемещать носители заряда — например, электроны. Но отрицательный цикл возвращает заряды обратно — туда, откуда они появились. Поэтому, чтобы надежно управлять квантовой информацией, нужна асимметричная световая волна.
Поскольку волны, которые являются только положительными или только отрицательными, физически получить невозможно, ученые придумали иной способ. Они создали эффективно однополярную волну с очень резким высокоамплитудным положительным пиком, который окружен двумя длинными низкоамплитудными отрицательными пиками. Это делает положительный пик достаточно сильным, чтобы перемещать носители заряда, в то время как отрицательные пики слишком малы, чтобы обернуть эффект вспять.
Далее ученые планируют использовать эти импульсы для манипулирования электронами в квантовых материалах комнатной температуры, чтобы исследовать механизмы квантовой обработки информации. Импульсы также можно использовать и для сверхбыстрой обработки обычной информации. Всем этим еще предстоит заняться.
