COMUNICARE QUANTICĂ PE DISTANȚE MARI

Inginerii specializați în calculul cuantic de la Universitatea New South Wales au realizat un salt semnificativ în domeniu, reușind să creeze „stări cuantice încâlcite” între spinurile a două nuclee atomice. Această avansare nu este doar o realizare tehnică, ci o fereastră deschisă către o eră de supercomputere care să sfideze orice limită cunoscută.

ÎN LUMINA INOVAȚIEI

Articolul publicat în revista Science subliniază importanța acestui progres pentru dezvoltarea unor computere cuantice la scară largă. Dr. Holly Stemp, autor principal al studiului, subliniază că acest lucru deschide posibilitatea construirii unor microcipuri revoluționare, folosind tehnologii și procese de fabricație deja existente.

PROVOCĂRILE VIS-A-VIS DE INTERACȚIUNE

Adevărata luptă pentru inginerii de calcul cuantic a fost să echilibreze nevoia de protejare a elementelor de calcul de interferențe externe cu necesitatea de a le permite să interacționeze pentru a efectua calcule semnificative. Această problemă a dus la apariția mai multor tipuri de hardware, fiecare cu punctele sale forte și slabe: unele excelent în realizarea operațiunilor rapide, dar nevoind zgomot, altele fiind foarte bine protejate, dar greu de operat.

AVANSUL ÎN TEHNOLOGIE ȘI METODOLOGIE

În cadrul acestei cercetări, echipa UNSW a folosit spinul atomilor de fosfor, implantați într-un cip de siliciu, pentru a codifica informația cuantică. „Spinul unui nucleu atomic este cel mai curat, cel mai izolat obiect cuantic pe care îl putem găsi în starea solidă”, afirmă Profesorul Andrea Morello.

RELAȚII ÎNTRE NUCLEE

Până de curând, operarea mai multor nuclee atomice a necesitat ca acestea să fie foarte aproape una de alta, înconjurate de un singur electron. Această realizare a transformat complet paradigmele existente. Dr. Stemp compară utilizarea electroanelor cu „telefoanele”, care permit nucleelor să comunice la distanțe semnificative, fără a fi constrânse de limitele fizice anterioare.

DISTANȚE REALE, TEHNOLOGIE REALĂ

Detaliile experimentele demonstrează că distanța dintre nuclee a fost de aproximativ 20 nanometri, echivalent cu distanța dintre Sydney și Boston, dacă scoatem acest concept la scară umană. Această distanță este importantă, deoarece se aliniază cu dimensiunile standard ale tranzistorilor din circuitele moderne.

VIITORUL CALCULULUI CUANTIC

Și, pe ansamblu, ceea ce această echipă a realizat este un avans tehnologic considerabil: punerea în conversație a celor mai izolate obiecte cuantice la aceeași scară la care funcționează dispozitivele electronice standard. Aceasta promite un viitor strălucit, în care tehnologiile de fabricație cultivate de industria semiconductoarelor de miliarde de dolari să fie adaptate pentru computere cuantice.

CONSTRUCȚIE ROBUSTĂ ȘI SCALABILITATE

Deși experimentele par exotice, cercetătorii asigură că aceste dispozitive sunt complet compatibile cu procesele curente de construcție a circuitelor integrate. Îndepărtarea nevoii de a atașa nucleele atomice la același electron deschide calea pentru o scalare rapidă a computerelor cuantice bazate pe nucleele atomice.

Această nouă metodă este nu doar robustă, ci și scalabilă, ceea ce înseamnă că, deși acum cercetătorii s-au concentrat pe două electroni, viitorul ar putea permite adăugarea mai multor electroni, extinzând astfel capacitățile sistemelor quantice la o scară fără precedent.

Sursa: Phys.org