Opis ten znalazł się w artykule zamieszczonym na łamach Nature Materials. Członkowie zespołu badawczego, jak wyjaśniają, utworzyli pamięć kwantową, która działała nawet w temperaturze pokojowej. To wielkie ułatwienie względem dotychczasowych dokonań, ponieważ zazwyczaj potrzebne było utrzymywanie wartości bliskich zeru absolutnemu. Takim mianem określa się najniższą temperaturę występującą we wszechświecie.
A mówimy przecież o materiale, którego grubość wynosi zaledwie kilka atomów. Jest nim heksagonalny azotek boru, a w zasadzie występujące w nim defekty. Szczeliny te, z pozoru mało pożądane, mogą oferować szereg praktycznych zastosowań. Chodzi między innymi o projektowanie czujników kwantowych czy sieci kwantowych.
Jedna z autorek badania, Carmen Gilardoni, wyjaśnia, że zapisanie stanu kwantowego na spinie elektronów prowadzi do sytuacji, w której informacja będzie przechowywana przez około jedną milionową sekundy. Z punktu widzenia człowieka to oczywiście bardzo krótki okres, w którym nawet nie zdążylibyśmy mrugnąć okiem. W kwantowym świecie realia są jednak zgoła odmienne.
Pamięć kwantowa w materiale 2D, którą opracowali naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze, funkcjonuje nawet w temperaturze pokojowej
Poza brakiem wymogów temperaturowych, istotny jest zarazem brak konieczności stosowania dużych magnesów, aby utrzymać przechowywanie stanu kwantowego spinu. Z jednej strony mamy więc możliwość działania w warunkach dalekich od zera absolutnego, osiągalnych bez jakiegokolwiek sprzętu, z drugiej natomiast nawet pod względem magnetycznym wymagania nie są wielkie.
Poszczególne warstwy heksagonalnego azotku boru trzymają się razem za sprawą sił molekularnych wbudowanych w sam materiał. Z kolei wspomniane defekty mogą powstawać podczas syntezy lub przetwarzania tego dwuwymiarowego materiału. To właśnie w tych szczelinach znajdują się swego rodzaju kieszenie, w których mogą być przechowywane elektrony.
Czytaj też: Komputery kwantowe w rekordowo małej skali. Naukowcy wykonali kluczowy krok w tym kierunku
Naukowcy z Wielkiej Brytanii nie ograniczyli się jedynie do śledzenia elektronów w tych defektach. Dodatkowo byli w stanie nimi manipulować przy pomocy światła, czego nigdy przedtem nie robiono w temperaturze pokojowej. Pomimo bardzo krótkiego trwania pożądanego stanu, naukowcy widzą wielki potencjał w tej technologii i zamierzają sprawić, że przechowywanie stanów kwantowych potrwa dłużej.
Celem na najbliższą przyszłość będzie przekroczenie granicy jednej milionowej sekundy. Poza tym naukowcy będą chcieli zwiększyć niezawodność defektów oraz jakość emitowanego światła. Potencjalne czujniki będą mogły posłużyć do wykonywania niezwykle precyzyjnych pomiarów dotyczących zjawisk zachodzących we wszechświecie czy projektowania sieci kwantowych zapewniających szybką i bezpieczną komunikację. Zakres zastosowań będzie więc szeroki i wykroczy daleko poza Ziemię.
