I ricercatori dell'AWS Quantum Network Center e dell'Università di Harvard presentano la memoria quantistica
Nelle reti quantistiche, le informazioni vengono trasmesse utilizzandobit quantici entangled o qubit, spiegano gli scienziati. La memoria quantistica è un piccolo computer quantistico in grado di catturare e memorizzare bit quantistici codificati in fotoni senza misurarli. Qualsiasi impatto distruggerà l'entanglement, mentre i qubit nella memoria quantistica possono essere elaborati e ricodificati se necessario.
Nel loro lavoro, gli scienziati hanno utilizzato la tecnologia,che è chiamato il centro delle vacanze di silicio. Questi sono bit quantistici costituiti da elettroni attorno a singoli atomi di silicio incorporati in cristalli di diamante. La vacanza di silicio è incorporata in un filo diamantato modellato che guida i fotoni verso di essa. A seconda dello stato quantico dell'elettrone, i fotoni vengono riflessi in modi diversi, il che rende possibile immagazzinare informazioni quantistiche nello spin dell'elettrone.
Il nostro sistema assomiglia a modulatori ottici,che trasportano la maggior parte del traffico Internet. Come i modulatori ottici, le nostre memorie quantistiche sono interruttori che lasciano passare la luce o riflettono la luce a seconda che siano "accesi" o "spenti". A differenza dei modulatori convenzionali, i nostri vengono accesi e spenti da un singolo elettrone, non da grandi segnali elettrici, e possono trovarsi in una sovrapposizione quantistica di accensione e spegnimento.
David Levonian, coautore dello studio in un'intervista con Phys.org
A) Livelli quantistici del centro delle vacanze di silicio indiamante. Gli impulsi di controllo elettrico "MW" e "RF" possono commutare gli spin magnetici dei nuclei e degli elettroni su e giù. B) e C) Immagine del dispositivo al microscopio elettronico. La vacanza di silicio è incorporata in un filo diamantato modellato che guida i fotoni verso di essa. Immagine: Stas et al., Scienza
I giri elettronici sono molto convenienti per l'interazionecon i fotoni, ma sono anche sensibili ai campi magnetici ed elettrici, osservano i ricercatori. Questa sensibilità riduce il tempo della loro coerenza (conservazione dello stato quantico). Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno sviluppato una tecnologia per trasferire informazioni quantistiche dagli elettroni a spin nucleari più inerti.
In una serie di esperimenti, gli scienziati lo hanno dimostratola memoria può funzionare a 4K (anziché a 0,1K come i sistemi precedenti) e conservare comunque le informazioni per un tempo relativamente lungo. Gli autori del lavoro notano che anche un cambiamento così apparentemente insignificante della temperatura alla quale opera il modulo di memoria riduce i costi di raffreddamento di un ordine di grandezza.
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