Toimivia muistikubitteja kvanttitietokoneelle

Australialainen UNSW-yliopiston insinöörien johtamat tutkijat ovat luoneet ensimmäisen toimivan kvanttibitin, joka perustuu yhteen piissä olevaan atomiin.

Nature-lehden julkaisussa ryhmä kuvaa kuinka he pystyivät sekä lukemaan että kirjoittamaan dataa käyttämällä piisiruun upotetun fosforiatomin elektronin magneettista suuntaa eli spiniä.

Uusi havainto on seurausta saman ryhmän vuoden 2010 tutkimuksesta, jossa kyettiin lukemaan elektronin spinin tila. Nyt onnistuttiin myös kirjoittamaan dataa spiniin eli voidaan operoida kvanttibiteillä.

Ratkaisu saavutettiin käyttämällä mikroaaltokenttää ohjaamaan fosforiatomin elektronia, joka oli istutettu piitransistorin viereen. Vaikka piin elektronien spineillä on varsin pitkä dekoherenssiaika täytyi kokeet silti tehdä 0,1 asteen päässä absoluuttisesta kylmyydestä.

Koska järjestelmä perustuu jo tuttuun piitekniikkaan antaa se uutta toivoa kvanttitietokoneen toteutumisesta. Ryhmän seuraava tavoite onkin rakentaa kvanttibittien pari eli kahden kubitin logiikkaportti eli kvanttitietokoneen perusprosessoinnin yksikkö.

Aiemmin keväällä Harwardin yliopiston johtama tutkijaryhmä onnistui tallentamaan timanttiin kvanttibittejä huoneen lämpötilassa.

Tutkitat käyttivät tallennuksiin tarkasti säädeltyä epäpuhtausparia muuten erittäin puhtaassa timantissa ja onnistuivat luomaan niihin kvanttibittejä ja tallentamaan niihin informaatiota melkein kahden sekunnin ajaksi.

Käytännössä tässäkin ratkaisussa tarvittiin vahvan laservalon ja erikoisviritettyjen radiotaajuuksien apua. Timantit ovat olleet myös muutaman muun tutkijaryhmän perustana kvanttitietokoneen muistiratkaisuiksi.

Aiheesta aiemmin:

Kvanttibittien sähköinen luenta