Prace nad superszybkim komputerem są coraz bardziej owocne. Naukowcom udało się utrzymać stabilność systemów kwantowych przez 39 minut w temperaturze pokojowej. To ogromny postęp, bo dotąd czas ten był 10 razy krótszy.
Najmniejszą jednostką informacji, która odnosi się do komputerów jest bit. Często przyjmuje on jedną z dwóch wartości: 0 lub 1, i jest tożsamy z daną cyfrą. Jednak system zer i jedynek nie jest niezawodny, a naukowcy od wielu lat pracują nad jego ulepszeniem, dlatego pracują nad stworzeniem komputera kwantowego, w którym podstawową jednostką jest kubit, który nie przyjmuje ustalonej wartości 0 lub 1 - kubit obiera wartości pośrednie pomiędzy 0 i 1. To sprawia, że komputery kwantowe są znacznie szybsze i mogą wykonywać wiele obliczeń jednocześnie.
Prawie 300 st. różnicy
Międzynarodowy zespół naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego oraz z Uniwersytetu Simona Frasera przeprowadził eksperyment z systemem kwantowym. W pierwszym etapie doświadczenia naukowcy podnieśli temperaturę (z -269 st. C do 25 st. C) systemu, w którym kodowane są informacje. Dzięki temu udało się wykazać, że układ kwantowy może przetrwać w stabilnym stanie przez 39 min.
Naukowcy zauważyli nawet, że nadal istnieje możliwość manipulowania kubitami w czasie, gdy wzrasta temperatura systemu.
Możliwość długotrwałego przechowywania informacji
Pomimo tego, że utrzymanie systemów kwantowych przez 39 minut nie jest zbyt długim okresem czasu, to odkrycie daje nadzieje badaczom na wytworzenie superszybkich komputerów kwantowych, bo systemy zachowywały się stabilnie i będzie można wykorzystać to w dalszych ulepszeniach - wynika z wypowiedzi naukowców. - Otwiera to możliwości długotrwałego przechowywania informacji w stabilnym systemie w temperaturze pokojowej - wyjaśnił Mike Thewalt z Uniwersytetu Simona Frasera.
Dzięki manipulacjom, udało się nadać superpozycje
Na czym dokładnie polegała praca naukowców? Zespół rozpoczął swój eksperyment od analizy zachowania cząstki krzemu, z domieszką niewielkich ilości innych pierwiastków, w tym fosforu. Informacja kwantowa zawarta była w jądrach atomów fosforu. Każde jądro ma odpowiedni dla siebie spin, który działa jak mały magnes umieszczony w polu magnetycznym. Eksperci potrafią manipulować spinami, nadając im wartości między 0 a 1 i stanowi to wówczas superpozycję dwóch stanów kwantowych.
Następnie naukowcy przygotowali próbkę i umieścili ją w polu magnetycznym, w temperaturze 4 st. powyżej zera absolutnego (-269 st. C). Dodatkowe impulsy pola magnetycznego sprawiły, że utworzyły się stany superpozycji. Podczas gdy próbka znajdowała się w tej temperaturze, spiny jądrowe pozostawały w superpozycji przez trzy godziny. Kiedy podwyższono temperaturę do 25 st. C, superpozycje przetrwały 39 min.
10 razy dłużej niż dotychczas
- Okresy te są 10 razy dłuższe od okresów mierzonych w poprzednich doświadczeniach - powiedziała Stephanie Simmons z Uniwersytetu Oksfordzkiego. - Zidentyfikowaliśmy system, który - jak nam się wydaje - nie ma żadnych zakłóceń. Są to kubity o wysokiej wydajności - dodała.
Zostało jeszcze wiele zagadek, z którymi będą musieli poradzić sobie naukowcy, jednak ostatnie odkrycie daje ogromną nadzieję na przyspieszenie pracy komputerów. Dokładny opis eksperymentu i jego wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie "Science".
Autor: kt/mj / Źródło: science daily
Źródło zdjęcia głównego: Shutterstock