Kvanttialustojen heikko kohta on kvanttitilojen muistaminen. Ilman muistia on mahdotonta siirtää dataa pitkiä matkoja tai suorittaa monimutkaisia laskelmia. Tämä johtuu siitä, että kvanttitilat ovat matemaattisia funktioita, joissa on useita muuttujia. Siksi ei tarvitse muistaa arvoja, vaan dynaamisia yhtälöitä. Mutta tähänkin on olemassa ratkaisu.
Loppujen lopuksi matematiikalle ei ole merkitystä, mihin yhtälöt ”venytetään”. Klassiset suprajohtavat kubitit toimivat elektronien kvanttitiloilla ja siten sähkömagneettisilla kentillä ja vastaavilla värähtelyillä (taajuuksilla). Mutta taajuudet ovat niin korkeita, että ne pitävät tilat yllä vain hyvin lyhyen ajan. Entä jos otetaan äänivärähtelyt? Niiden taajuudet ovat paljon matalammat. Tämä tarkoittaa, että kvanttitilat voivat säilyä pidempään, jos ne esitetään ääniaalloina. Mikäpä se muisti – olkoon kvanttitiedon säilytysaika paljon lyhyempi kuin esimerkiksi DRAM-muistissa. Mutta kvanttilaskennalle tai kvantti-internetille tämä on jo valtava saavutus.
Kalifornian teknillisen instituutin (Caltech) tiimi on kehittänyt hybridi-lähestymistavan, jossa käytetään ääntä kvanttitiedon tallentamiseen. Suoritetussa kokeessa suprajohtava kubitti integroitiin mekaaniseen generaattoriin – miniatyyriseen laitteeseen, joka muistuttaa äänirautaa ja muuntaa sähköiset signaalit gigahertsin taajuusalueella oleviksi akustisiksi aalloiksi. Kävi ilmi, että nämä aallot, tai fononit, mahdollistavat kvanttitilojen säilyttämisen 30 kertaa pidempään kuin parhaat suprajohtavat kubitit.
Mekaaninen generaattori koostuu joustavista levyistä, jotka värähtelevät ääniaaltojen vaikutuksesta ja samalla ovat vuorovaikutuksessa sähköisten signaalien kanssa, jotka kuljettavat kvanttitietoa vierekkäisistä kubiteista. Tämä mahdollistaa kvanttitilojen tallentamisen laitteeseen ja niiden palauttamisen, mikä on samanlainen kuin kvanttimuistin toiminta. Lähestymistavan etuna on akustisten aaltojen suhteellisen hidas leviäminen verrattuna sähkömagneettisiin aaltoihin, mikä tekee laitteista kompakteja ja minimoi energianhävikin. Lisäksi mekaaniset värähtelyt eivät leviä vapaassa tilassa, mikä vähentää ei-toivottua vuorovaikutusta vierekkäisten laitteiden välillä ja pidentää tiedon säilytysaikaa.
Menestyksestä huolimatta tiimi toteaa, että kehityksen täysimääräistä hyödyntämistä kvanttilaskennassa varten on tarpeen lisätä kubittien ja generaattorin välisen vuorovaikutuksen nopeutta 3–10-kertaiseksi. Tutkijat työskentelevät jo järjestelmän parantamiseksi sen tehokkuuden lisäämiseksi. Tämä lähestymistapa avaa mahdollisuuksia luoda skaalautuvia kvanttimuistilaitteita, joissa on useita mekaanisia generaattoreita integroituna yhdelle sirulle, mikä voi olla tärkeä askel kvanttiteknologian kehityksessä.
