Kvantumtechnológiai áttörést értek el egy qubit 20 milliszekundumos tárolásával
Tudósok kitűzött célja, hogy tíz éven belül kereskedelmi kvantumkommunikációs jelismétlőt fejlesszenek ki.
Twenty20
A Genfi Egyetem (UNIGE) kutatói új rekordot döntöttek azzal, hogy egy qubitot 20 milliszekundumon keresztül tároltak egy kristályban – derült ki az intézmény sajtóközleményéből. Azért is számít fontos mérföldkőnek a csúcs elérése, mivel a korszakalkotó technológia segíthet a nagy távolságokra kiterjedő, ultrabiztonságos kvantumközlési hálózatok létrehozásában.
A kvantumfizika tudományában felhasználhatóság terén rengeteg potenciál rejlik, hiszen új kutatási területeket nyithat a számítástechnika és a kriptográfia előtt, utóbbi esetében például a kódolt üzenetek küldése is felgyorsítható.
Csupán egyetlen akadály áll a technológia útjába: miután néhány száz kilométert megtettek az információt tároló qubiteket hordozó fotonok az optikai kábelekben, hirtelen eltűnnek, és megszűnik a kommunikáció.
Az UNIGE tudósai jelismétlők, vagyis repeaterek építésébe kezdtek, amivel forradalmasítani kívánják az eljárást. 2015-ben az intézmény Alkalmazott Fizika Tanszékének vezető professzora, Mikael Afzelius által vezetett kutatócsapat sikeresen tárolt egy foton által hordozott qubitot 0,5 milliszekundumig egy kristály szívében – kvantumállapotát még eltűnése előtt sikeresen átadta a kristály atomjainak.
Az eredmények azonban azt mutatták, hogy a jelenség nem tartott elég sokáig ahhoz, hogy egy hatalmas kommunikációs kapcsolatrendszer kiépítéséhez szükséges nagyobb kristályhálózatot meg lehessen alkotni.
Az új, 20 milliszekundumos mérföldkő azonban éppen az az áttörés lehet, amelyre Afzelius és kollégái vártak. Kísérleteikhez a kutatók -273,15 Celsius-fokos hőmérsékleten tartották kristályokat, hogy ne zavarják a kvantumösszefonódás hatását, miközben speciális, úgynevezett szétkapcsolási módszereket alkalmaztak, melyek lényege, hogy intenzív rádiófrekvenciákkal bombázzák őket.
„E technikák hatására a ritkaföldfém-ionok függetleníthetők a környezet perturbációitól, és az eddig ismert tárolási teljesítmény közel negyvenszeresére nő. A kísérlet eredménye lehetővé teheti a nagy távolságú kvantumtávközlési hálózatok fejlesztését, bár a tárolási időn még van mit javítani” – magyarázta Afzelius.
