Läpimurto voisi ulottaa kvanttiyhteyksiä 2000 kilometriin24.11.2025
Kvanttitietokoneet ovat tehokkaita, salamannopeita ja tunnetusti vaikeita kytkeä toisiinsa pitkien matkojen päästä. Aiemmin kahden kvanttitietokoneen välinen yhteys kuitukaapelilla oli korkeintaan muutaman kilometrin päässä toisistaan. Chicagon yliopiston (UChicago PME) apulaisprofessori Tian Zhongin johtama tutkimus nostaisi tuon enimmäisetäisyyden teoriassa ”Ensimmäistä kertaa teknologia globaalin kvantti-internetin rakentamiseen on ulottuvilla”, toteaa Zhong. Kvanttitietokoneiden yhdistäminen tehokkaiden ja nopeiden kvanttiverkkojen luomiseksi edellyttää atomien lomittumista toisiinsa valokuitukaapelilla. Mitä pidempään lomittuneet atomit säilyttävät kvanttikoherenssin, sitä pidemmän matkan kvanttitietokoneet voivat olla yhteydessä toisiinsa. Uudessa artikkelissa Zhong ja hänen tiiminsä UChicago PME:ssä nostivat yksittäisten erbiumatomien kvanttikoherenssiaikoja 0,1 millisekunnista yli 10 millisekuntiin. Innovaatio ei ollut uusien tai erilaisten materiaalien käytössä, vaan samojen materiaalien rakentamisessa eri tavalla. He loivat kvanttilomittumisen luomiseen tarvittavat harvinaisten maametallien seostetut kiteet käyttämällä molekyylisuihkuepitaksian (MBE) tekniikkaa perinteisen Czochralski-menetelmän sijaan. ”Aloitamme tyhjästä ja kokoamme sitten tämän laitteen atomi atomilta”, Zhong sanoi. ”Tämän materiaalin laatu tai puhtaus on niin korkea, että näiden atomien kvanttikoherenssiominaisuudet ovat erinomaiset.” Vaikka MBE on tunnettu tekniikka, sitä ei ole koskaan käytetty tämän tyyppisen harvinaisista maametalleista seostetun materiaalin rakentamiseen. ”Tässä artikkelissa esitelty lähestymistapa on erittäin innovatiivinen”, sanoo alan johtava asiantuntija, tohtori Hugues de Riedmatten, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. ”Se osoittaa, että alhaalta ylöspäin suuntautuva, hyvin kontrolloitu nanovalmistusmenetelmä voi johtaa yksittäisten harvinaisten maametallien ionikubittien toteuttamiseen, joilla on erinomaiset optiset ja spinkoherenssiominaisuudet. Tämä johtaa pitkäikäiseen spinfotonirajapintaan, jonka emissio on televiestinnän aallonpituudella ja kaikki tämä kuituyhteensopivassa laitearkkitehtuurissa. Tämä on merkittävä edistysaskel, joka tarjoaa mielenkiintoisen skaalautuvan väylän monien verkotettavien kubittien tuottamiseen kontrolloidusti.” Aiheesta aiemmin: Rajojen rikkominen: Kvanttikoherenssi klassisissa valojärjestelmissä |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Saman kiteen rakentaminen eri tavalla voisi kasvattaa kvanttiverkkojen kantamaa muutamasta kilometristä jopa