Kvantová komunikácia sa opäť približuje k realite: Vedci prekonali rekord najdlhšie uloženej kvantovej informácie
Najväčším problémom v oblasti kvantových počítačov a komunikácie je spôsob ukladania a prenosu qubitov.
Bežné počítač ukladajú informácie v bitoch a bajtoch, no v prípade kvantového počítača sa informácie ukladajú v qubitoch – kvantových bitoch. Táto forma umožňuje vytvorenie kvantovej superpozície, teda fázy, kedy môže byť elektrón v dvoch fázach súčasne.
Kvantová superpozícia sa predstavuje ťažko, no elektrón má niekoľko hladín, v ktorých môže byť. Superpozícia znamená, že sa v jeden moment nachádza v prvej a aj druhej hladine. Tradičné počítače fungujú na 0 a 1, pričom jeden bit môže byť buď nulou alebo jednotkou. Kvantové bity môžu fungovať v rôznych kombináciách nuly a jednotky. Táto vlastnosť znamená výrazný nárast výpočtovej sily.
Kvantové počítače by drasticky zmenili spôsob, akým sa spracúvajú informácie. Vedci už dlhodobo snívajú o diaľkovej kvantovej telekomunikácii, no na to potrebujú nájsť spôsob, ako uložiť kvantovú informáciu na dlhšiu dobu.
Qubity môžu byť transportované tradičnými optickými káblami, rovnako ako obyčajné bity. Rovnako platí, že signál môže cestovať len určitú vzdialenosť, než sa bude vyžadovať zosilňovač. Čo však odlišuje qubit od toho obyčajného bitu je fakt, že zosilňovacia stanica nedokáže udržať kvantový stav qubitu na ktorom stojí idea kvantových počítačov.
Riešením tohto problému sú kvantové kryštály, ktoré majú takzvanú kvantovú pamäť, píše portál IFL Science. Fotóny môžu preniesť svoj kvantový stav do atómov kryštálu, ktorý následne prepošle informáciu ďalej. Po prvýkrát sa kvantovú pamäť podarilo demonštrovať v roku 2015, no informácia sa uchovala len na dobu pol milisekundy. Na to, aby mohla nájsť kvantová komunikácia praktické využitie potrebujú vedci udržať informáciu najmenej po dobu 10 milisekúnd.
Neprehliadnite
Prelom v uchovaní kvantovej informácie
„Sme svedkami nového svetového rekordu vo sfére kvantovej pamäte, založenej na systéme solid-state. Dokonca sa nám podarilo uchovať informáciu až po dobu 100 milisekúnd,“ vyjadrl sa doktor Mikael Afzelius z University of Geneva.
Špeciálne kryštály zložené z ytria a oxidu kremičitého obohatili o vzácnu látku, európium. Kvantové kryštály následne udržiavali pri teplotách blížiacich sa absolútnej nule (pozn. redakcie: -273 °C). Táto extrémne nízka teplota umožnila vedcom udržať stav kvantového previazania.
Následne kryštál vystavili slabému magnetickému poľu o sile tisíciny tesly. Následne do kryštálu posielali silné rádiové frekvencie. Cieľom bolo oddeliť vzácne ióny od ruchov prostredia. Úspech, ktorý vedci zaznamenali, prikladajú hlavne magnetickému poľu. Vďaka ich metóde môže kryštál uložiť rôzne módy qubitov, namiesto toho, aby si každý qubit vyžadoval svoj vlastný kryštál.
Čo sa týka schopnosti kryštálov udržať kvantové informácie, k predĺženiu času musia vedci nájsť spôsob, ako produkovať menej tepla pri oddeľovaní iónov. Oveľa ťažšou úlohou bude pre vedcov vytvorenie zariadení, schopných ukladať súčasne viac fotónov. Takéto zariadenia by boli oveľa efektívnejšie.
Komentáre