Po raz pierwszy uzyskano spójność kwantową w temperaturze pokojowej

Naukowcom z Japonii udało się po raz pierwszy wytworzyć stabilne kubity w temperaturze pokojowej. Jest to przełom w świecie fizyki, który wpłynie na rozwój nowoczesnych komputerów kwantowych. Artykuł na ten temat został opublikowany w czasopiśmie „Science Advances”.  

Kubity stanowią podstawową jednostkę informacji w komputerach kwantowych. Zwykle składają się one z kilku cząstek splątanych w określonym stanie. W związku z czym, jeżeli wejdziemy w interakcję z jedną cząstką, wpływa to na wszystkie w stanie.  

Do tej pory, aby osiągnąć stabilność kwantową, potrzeba było niewiarygodnie chłodnych temperatur. Jednak zespół naukowców z Japonii pod przewodnictwem Nobuhiro Yanai z Uniwersytetu w Kyushu osiągnął coś, co do tej pory nie udało się nikomu. Udało im się utrzymać stabilne kubity w temperaturze pokojowej i utrzymać ten stan przez 100 nanosekund.  

Aby uzyskać spójność kwantową w temperaturze pokojowej, zespół wykorzystał chromofor, cząsteczkę barwnika, która pochłania światło i emituje określoną długość fali. Ze względu na swoje właściwości idealnie nadaje się do wzbudzania elektronów w określony sposób. Wspomniane cząsteczki połączono ze strukturą metalo-organiczną, którą jest nanoporowaty materiał krystaliczny składający się z jonów metali i organicznych ligandów.  

Zespół wykorzystał światło mikrofalowe do sprawdzenia stanu układu i wykazał, że pozostawał on w spójności kwantowej przez 100 nanosekund. Może się wydawać, że to piekielnie krótko, ale pokazuje, że osiągnięcie spójności kwantowej w temperaturze pokojowej nie jest niemożliwe.  

Stany kwantowe są niezwykle podatne na zmienne warunki zewnętrzne. Co za tym idzie, wahania temperatur mogą na nie oddziaływać w niekorzystny sposób. Jednak perspektywa powstania komputerów kwantowych, których nie trzeba schładzać do niewiarygodnie niskich temperatur, motywuje naukowców do działania nad tym, by tę stabilność utrzymać niezależnie od czynników zewnętrznych.  

Badacze są zdania, że dzięki wykorzystaniu niezwykle czułej natury splątania kwantowego, uda im się opracować technologię wykrywania o wyższych czułościach i rozdzielczościach niż używane do tej pory.