Äänivärähtelyihin perustuva kvanttimuisti

Kööpenhaminan yliopiston Niels Bohr -instituutin tutkijat ovat kehittäneet uuden tavan luoda kvanttimuistia: Pieni rumpu voi tallentaa valolla siirrettyä dataa sen äänivärähtelyina ja välittää sitten dataa toisten valonlähteiden kautta edelleen eteenpäin.

Tulokset osoittavat, että mekaaninen muisti kvanttidatalle voisi olla strategia, joka tasoittaa tietä erittäin turvalliselle internetille uskomattomilla nopeuksilla.

Tutkijoiden kvanttirummun kalvo on valmistettu erityisestä keramiikasta, jossa on tiettyyn kuvioon järjestettyjä reikiä.

Kun rumpua lyödään laserin valolla, se alkaa värähdellä ja tekee sen niin nopeasti ja häiriöttömästi, että kvanttimekaniikka tulee peliin. Tämä ominaisuus on jo kauan sitten aiheuttanut kohua avaamalla useita kvanttiteknisiä mahdollisuuksia.

Nyt instituutin eri kvanttialueiden välinen yhteistyö on osoittanut, että rummulla voi olla myös keskeinen rooli tulevaisuuden kvanttitietokoneiden verkossa. Kuten nykyaikaiset alkemistit, tutkijat ovat luoneet uudenlaisen "kvanttimuistin" muuntamalla valosignaalit äänivärähtelyiksi.

Aiemmat kokeet osoittivat tutkijoille, että kalvo voi pysyä muuten yleensä hauraassa kvanttitilassa. Ja tältä pohjalta he uskovat, että rummun pitäisi pystyä vastaanottamaan ja lähettämään kvanttidataa ilman, että se "dekoheroituu" eli menettäisi kvanttitilansa, sitten kun kvanttitietokoneet ovat valmiita.

Tutkijoiden mukaan rumpu on uusin ja vakavimmin otettava mekaaninen kvanttimuisti, koska siinä yhdistyy useita ominaisuuksia: Rummun signaalihäviö on pieni. Sillä on myös valtava etu, sillä se pystyy käsittelemään kaikkia valotaajuuksia, mukaan lukien valokuituvalokaapeleissa käytetty taajuus, jolle nykyaikainen Internet on rakennettu.

Kvanttirumpu on myös kätevä, koska dataa voidaan tallentaa ja lukea aina tarvittaessa. Ja tutkijoiden jo saavuttaman ennätyspitkän 23 millisekunnin muistiajan ansiosta on erittäin todennäköistä, että teknologiasta voi jonakin päivänä tulla rakennuspalikka kvanttiverkkojärjestelmille sekä kvanttitietokoneiden laitteistoille.

"Olemme alkuvaiheessa tämän tutkimuksen kanssa. Kvanttilaskenta ja viestintä ovat vielä varhaisessa kehitysvaiheessa, mutta aikaansaamamme muistin perusteella voidaan olettaa, että kvanttirumpua käytetään jonain päivänä eräänlaisena kvantti-RAM-muistina, eräänlainen tilapäinen "työmuisti" kvantti-informaatiolle, ja se olisi uraauurtavaa", professori Albert Schliesser sanoo.

Aiheesta aiemmin:

Teollisesti valmistettava kvanttimuisti

Vikasietoinen kvanttitietokonemuisti timantissa

Tutkijat teleportoivat kvantti-informaatiota kvanttiverkossa