I et stort gjennombrudd har forskere ved Københavns Universitet og Ruhr Universitetet funnet ut hvordan de kan kontrollere to kvantelyskilder i stedet for én. Selv om et lite steg opp fra én til to kan høres for antiklimatisk ut til å kunne kalles et gjennombrudd, kan denne nye teknologien potensielt utvikles for å lage en universell feilkorrigert kvantedatamaskin – ofte referert til som kvantedatabehandlingens hellige gral.
I følge Københavns Universitet har forskere over hele verden i årevis forsøkt å utvikle stabile kvantelyskilder for å oppnå noe som kalles kvantemekanisk sammenfiltring. I sammenheng med fotonisk kvanteberegning refererer sammenfiltring til når to lyskilder kan påvirke hverandre umiddelbart, potensielt til og med over store geografiske avstander. Entanglement er et konsept som er sentralt i utviklingen av en effektiv kvantedatamaskin.
Når to lyskilder er sammenfiltret, betyr det at hvis du styrer en av lyskildene, påvirkes også den andre nesten umiddelbart. Denne teknologien kan deretter utvides til å skape et helt nettverk av sammenfiltrede kvantelyskilder, som kan brukes til å utføre “kvantebitoperasjoner” akkurat som du gjør med vanlige biter i en datamaskin.
Les også |Denne “feen” roboten flyr med kraften av lys og vind og kan pollinere planter
Forskere klarte ikke å lage to sammenfiltrede lyskilder på grunn av deres ekstreme følsomhet for støy. “Problemet er veldig mye “ladestøy” fra bærere i nærheten av kvanteemitteren som gir spektral jitter. Vi overvinner dette ved å bruke ultra-rene materialer og ved å bruke en lavstøy-forspenning over kvantepunktutsenderen,» informerte Peter Lodahl, medforfatter av forskningsoppgaven publisert i tidsskriftet Science, til indianexpress.com via e-post.
Historier kun for abonnenterSe alle
I Jharkhands stammelandsbyer, en nettmarkedsplass for lokale råvarer
Delhi Konfidensielt: Mansukh Mandaviya roper til yngste Mitra
Moskva’s forslag til RBI: Etabler russisk finansfirma i India, med månedlig plan for å få tilgang til budsjettet
For å oppnå bragden brukte forskere en nanobrikke så stor som diameteren på menneskehår. I løpet av de siste fem årene har teamet utviklet denne nanobrikken, og til slutt forbedret ytelsen.
“Vi starter med ultra-rene materialer dyrket i et UHV-molekylærstråle-epitaksikammer av våre kolleger i Bochum, Tyskland. Etter det produserer vi små chipenheter ved å bruke våre dedikerte og svært godt testede etseprosesser. Til slutt lager vi elektrisk kontakt på prøvene og skjermer eksperimentet fra å fange opp overflødig elektrisk støy,” forklarte Lodahl.
Ifølge forskerne kan denne teknologien tilpasses til å bruke 20-30 sammenfiltrede kvantelyskilder som potensielt kan brukes til å bygge en «universell feilkorrigert kvantedatamaskin», en innsats som teknologiselskaper skyter milliarder av dollar inn i.
Annonse 
En del av forskerteamet er avbildet her. Fra venstre til høyre, Peter Lodahl, Anders Sørensen, Vasiliki Angelopoulou, Ying Wang, Alexey Tiranov, Cornelis van Diepen. Foto: Ola J. Joensen. (Bildekreditt: Niels Bohr Institute)
Den primære forskjellen mellom en klassisk datamaskin og en kvantedatamaskin er deres forskjellige regelsett, ifølge EU Research and Innovation Magazine. I motsetning til klassiske datamaskiner, bruker ikke kvantedatamaskiner nuller og enere eller “biter”. I stedet jobber de med «qubits».
Bits kan betraktes som en lysbryter – den er enten på eller av, én eller null. Qubits har en spesiell egenskap som gjør at de kan eksistere i en tilstand der de er både null og én. Denne superposisjonen vil teoretisk tillate kvantedatamaskiner å gjøre ting som er hinsides klassiske datamaskiner.
“Jeg tror kvantedatamaskiner først og fremst vil bli brukt til å løse harde kvanteproblemer. For eksempel i sammenheng med å forstå komplekse kjemiske reaksjoner som i en pipeline for oppdagelse av legemidler eller for å konstruere nye materialer. Kvantedatamaskiner er ennå ikke veldig modne, og rundt om i verden forskes det på forskjellige qubit-plattformer, som hver har sine fordeler og ulemper,” sa Lodahl og refererte til de forskjellige kvanteteknologiene.
Annonse
“Photonics er en stadig mer seriøs utfordrer, hovedsakelig fordi det virker lettere å skalere opp til store prosessorer sammenlignet med noen av de konkurrerende tilnærmingene. Vårt arbeid er et viktig springbrett for å bruke deterministiske enkeltfotonkilder for fotonisk kvanteberegning,” la Lodahl til.
Ifølge forskerne er det for dyrt for et universitet å bygge et oppsett der det kan kontrollere ti, femten eller flere lyskilder. Så nå er det opp til andre aktører, som private selskaper og laboratorier, å ta forskningsarbeidet videre og finne anvendelser for teknologien.
© IE Online Media Services Pvt Ltd.