Stan kwantowy z nowym rekordem. Osiągnięcie naukowców może doprowadzić do powstania nowej formy internetu

Naukowcy z Argonne National Laboratory oraz Uniwersytetu w Chicago utrzymali stan kwantowy w nienaruszonym stanie przez ponad pięć sekund. Taki wyczyn nikomu się wcześniej nie udał.

Artykuł poświęcony dokonaniom naukowców ukazał się na łamach Science Advances. Sugeruje on, że kluczem do sukcesu okazała się metoda umożliwiająca odczytywanie kubitów na żądanie. Jest ona oparta na impulsach laserowych i pozwala na dodawanie elektronów do kubitów w zależności od ich stanu kwantowego. W ten sposób członkom zespołu badawczego udało się utrzymać stan kwantowy przez ponad pięć sekund.

Czytaj też: Tarcie kwantowe nieuchwytne przez 15 lat. Wreszcie jest potwierdzenie

Taki wynik jest szczególnie imponujący, gdy zdamy sobie sprawę, że kubity są podatne na „szum” otoczenia. Jest to jeden z powodów, dla których komputery kwantowe muszą funkcjonować w ujemnych temperaturach. Jak wyjaśnia David Awschalom z Argonne National Laboratory, pięć sekund to wystarczająco długo, aby wysłać sygnał z prędkością światła na Księżyc i z powrotem. Stwarza to więc szereg możliwości w kontekście przesyłania informacji z kubitu za pomocą światła. Jedną z nich jest powstanie rozproszonego internetu kwantowego.

Jeśli chodzi o wspomniany szum generowany przez otoczenie, to naukowcy wykonali kubity z oczyszczonych próbek węglika krzemu. Ten jest na tyle powszechnie stosowany, że nie powinno być większych problemów z jego skalowalnością. Naukowcy użyli też precyzyjnych impulsów mikrofalowych, którymi potraktowali kubity, wydłużając czas przechowywania informacji kwantowej. Efekt był naprawdę imponujący – i rekordowy.

Stan kwantowy udało się utrzymać przez ponad 5 sekund

W zasadzie to stworzyliśmy translator do konwersji ze stanów kwantowych do sfery elektronów, które są językiem klasycznej elektroniki […] Chcemy stworzyć nową generację urządzeń, które będą wrażliwe na pojedyncze elektrony, ale będą również utrzymywały stany kwantowe. Węglik krzemu może odpowiadać za obie te rzeczy i dlatego uważamy, że naprawdę daje radę.

Chris Anderson, Uniwersytet w Chicago

Czytaj też: Nowy sposób na obliczenia kwantowe. Bazuje na uwięzionych jonach

Ilość tzw. koherencji kwantowej, którą udało się osiągnąć autorom eksperymentu powinna umożliwić wykonanie ponad 100 milionów operacji kwantowych. Stamtąd jest już natomiast niedługa droga do znaczącego poszerzenia możliwości urządzeń kwantowych. Efekty byłyby korzystne dla różnych dziedzin, które mogłyby skorzystać z możliwości wykonywania złożonych obliczeń czy też tworzenia dokładniejszych czujników kwantowych.