Kwantowy rekord pobity

Międzynarodowemu zespołowi fizyków udało się właśnie pobić kolejny kwantowy rekord, tym razem nie chodzi jednak o dystans na jakim udało się utrzymać stan splątany lecz temperaturę i czas układu kwantowego. Utrzymali oni superpozycję kubitów przez 39 minut w temperaturze pokojowej, co przybliża nas znacznie ku kwantowym komputerom, które nie będą potrzebowały zaawansowanego chłodzenia ciekłym azotem czy helem.

Podczas eksperymentu rolę kubitów - a więc kwantowych bitów (które odmiennie od normalnych bitów nie znajdują się tylko w stanie 1 lub 0, lecz mogą być w obu jednocześnie pozwalając na błyskawiczne prowadzenie skomplikowanych obliczeń) - pełniły jądra atomów fosforu w krzemie.

Zostały one najpierw spreparowane w temperaturze zaledwie 4 stopni Celsjusza powyżej zera bezwzględnego (czyli w -269 C) i umieszczono je w polu magnetycznym. Następnie z pomocą impulsów magnetycznych zmieniano ich spin doprowadzając do stanu superpozycji. W takiej temperaturze spin około 37% jonów (a więc ilość używana zazwyczaj do pomiaru kwantowej koherencji) pozostawał w superpozycji przez 3 godziny, jednak po podgrzaniu do temperatury pokojowej (25 stopni Celsjusza) udało się go utrzymać przez rekordowe 39 minut, po których nastąpiła dekoherencja i superpozycja została utracona.

Jest to ogromny postęp gdyż wcześniej udało się stan taki utrzymywać w takiej temperaturze przez około 2 sekundy. Nowością jest także to, że udało się uczonym manipulować kubitami w podwyższonej temperaturze - innymi słowy były one bardzo stabilne.

39 minut może się wydawać niezbyt długim czasem jednak trzeba wziąć pod uwagę, że zmiana spinu atomu fosforu zajmuje jedną stutysięczną część sekundy, a zatem można by w takim układzie przeprowadzić 20 milionów operacji zanim straci on 1% swoich właściwości.

Kubity takie, zdolne do przechowywania informacji przez długi czas w temperaturze pokojowej mogą być bardzo pomocne dla twórców komputerów kwantowych. Jest to kolejny bardzo ważny krok ku takim maszynom, lecz nadal pozostaje nam czekać na Alana Turinga, Charlesa Babbage'a czy Konrada Zuse naszych czasów, który będzie w stanie złożyć te wszystkie elementy w całość i przeniesienie nas w nową erę.

Źródło: