Vytvorili škálovateľnú kvantovú pamäť, ktorá žije viac ako 2 sekundy

Výskumníci z AWS Quantum Network Center a Harvard University prezentujú kvantovú pamäť na

základ kremíkových voľných miest v diamantoch. Táto technológia pripravuje cestu k škálovateľným kvantovým sieťam, hovoria vedci.

V kvantových sieťach sa informácie prenášajú pomocouzapletené kvantové bity alebo qubity, vysvetľujú vedci. Kvantová pamäť je malý kvantový počítač, ktorý dokáže zachytiť a uložiť kvantové bity zakódované vo fotónoch bez ich merania. Akýkoľvek dopad zničí zapletenie, zatiaľ čo qubity v kvantovej pamäti môžu byť v prípade potreby spracované a prekódované.

Vedci pri svojej práci používali technológiu,ktorý sa nazýva centrum kremíkových voľných miest. Sú to kvantové bity tvorené elektrónmi okolo jednotlivých atómov kremíka vložených do diamantových kryštálov. Kremíkové prázdne miesto je vložené do vzorovaného diamantového drôtu, ktorý k nemu vedie fotóny. V závislosti od kvantového stavu elektrónu sa fotóny odrážajú rôznymi spôsobmi, čo umožňuje ukladať kvantové informácie v spine elektrónu.

Náš systém pripomína optické modulátory,ktoré prenášajú väčšinu internetovej prevádzky. Rovnako ako optické modulátory, aj naše kvantové pamäte sú spínače, ktoré buď prepúšťajú svetlo, alebo ho odrážajú v závislosti od toho, či sú „zapnuté“ alebo „vypnuté“. Na rozdiel od bežných modulátorov sú naše modulátory zapínané a vypínané jediným elektrónom, nie veľkými elektrickými signálmi, a môžu byť v kvantovej superpozícii zapnutia a vypnutia.

David Levonian, spoluautor štúdie v rozhovore pre Phys.org

A) Kvantové úrovne stredu kremíkových voľných miest vdiamant. Elektrické riadiace impulzy "MW" a "RF" môžu prepínať magnetické spiny jadier a elektrónov hore a dole. B) a C) Obraz zariadenia pod elektrónovým mikroskopom. Kremíkové prázdne miesto je vložené do vzorovaného diamantového drôtu, ktorý k nemu vedie fotóny. Obrázok: Stas a kol., Science

Elektronické točenia sú veľmi vhodné na interakcius fotónmi, ale sú tiež citlivé na magnetické a elektrické polia, poznamenávajú vedci. Táto citlivosť znižuje čas ich koherencie (zachovanie kvantového stavu). Na vyriešenie tohto problému výskumníci vyvinuli technológiu na prenos kvantových informácií z elektrónov do inertnejších jadrových spinov.

Vedci to dokázali v sérii experimentovpamäť môže pracovať s rozlíšením 4K (namiesto 0,1K ako predchádzajúce systémy) a stále uchováva informácie na relatívne dlhú dobu. Autori práce poznamenávajú, že aj takáto zdanlivo nevýznamná zmena teploty, pri ktorej pamäťový modul pracuje, znižuje náklady na chladenie rádovo.

Čítaj viac:

Tvorca vesmírneho výťahu: „Tranzit do vesmíru sa objaví do 10 rokov“

Pozrite sa na výsledok „čelnej zrážky“ dvoch galaxií: je to veľmi zriedkavý jav.

Vlci infikovaní toxoplazmózou majú 46-krát vyššiu pravdepodobnosť, že sa stanú vodcami svorky