kvantová fyzika pokrok
Midjourney

Hoci potenciál kvantových počítačov je v mnohých ohľadoch nepredstaviteľný, ich realizácia čelí významnej prekážke – krehkej povahe kvantovo previazaných častíc, ktoré ľahko podliehajú poruchám, čo obmedzuje spoľahlivý prenos informácií na veľké vzdialenosti. V novej štúdii publikovanej v žurnále Science Advances sa ale objavilo sa nové riešenie, ktoré dláždi cestu ku kvantovým sieťam. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Prevratné riešenie

Vedci v minulosti samozrejme prišli na spôsoby ako tieto prenosy aspoň čiastočne stabilizovať, čo zahŕňalo napríklad využívanie satelitov na prenos signálov cez vesmírne vákuum, či stabilizáciu optických vlákien. Vytvorenie spoľahlivej siete však vyžaduje viac než len prenos – je potrebné tiež vytvoriť jednotky alebo „opakovače“ schopné ukladať a načítavať kvantové informácie.

Midjourney/Úprava redakcie

Teraz v tejto oblasti dosiahol významný úspech tím pod vedením kvantovej fyzičky Sarah Thomasovej z Imperial College London, ktorých inovácia spočíva v integrácii atómových spracovateľských uzloch (atomic processing nodes)a kvantových bodkách (quantum dots) kompatibilných s existujúcou telekomunikačnou infraštruktúrou, čoho výsledkom by mohla byť robustná kvantová sieť.

Čo sa týka samotných kvantových bodiek, ide o miniatúrne častice z polovodičového materiálu, ktoré sú  široko používané pre svoje vlastnosti súvisiace s absorbovaním a uvoľňovaním svetla. Kvantové bodky sa časo využívajú aj pri pri lekárskych zákrokoch na navádzanie chirurgov pri odstraňovaní nádorového tkaniva.

Ako to funguje?

Celý systém pritom pozostáva z dvoch dôležitých komponentov. Prvá časť systému je zariadenie, ktoré produkuje a potenciálne preväzuje fotónové častice. Tieto fotóny sú základnými stavebnými kameňmi kvantovej komunikácie a môžu byť vzájomne prepojené v kvantových stavoch, čo je kľúčové pre prenos informácií.

Druhou kľúčovou časťou je „pamäťová“ jednotka, ktorá je schopná uchovávať a získavať kvantové stavy fotónov bez ich narušenia. Táto jednotka využíva atómový oblak rubídia, ktorý funguje ako prostriedok na uchovávanie kvantových informácií. Na rozdiel od bežných pamäťových systémov, ktoré môžu informácie narušiť, oblak rubídia umožňuje uchovávať kvantové stavy fotónov bez ich narušenia. Ovláda sa pomocou lasera, ktorý umožňuje uvoľnenie kvantových stavov fotónov na vyžiadanie.

Silicon Quantum Computing/IBM/Úprava redakcie

Táto kombinácia zariadení poskytuje podľa vedcov robustný a spoľahlivý mechanizmus na prenos kvantových informácií. Tento inovatívny systém predstavuje dôležitý krok smerom k budúcemu rozvoju kvantového internetu a môže hrať kľúčovú úlohu v ďalšom vývoji kvantových sietí.

Predchádzajúce pokusy čelili problémom kvôli nekompatibilným vlnovým dĺžkam medzi zdrojmi fotónov a pamäťovými uzlami. Thomasová a jej tím však túto prekážku prekonali tým, že navrhli pamäťový systém s veľmi širokým prenosovým pásmom, ktorý je kompatibilný s emisiami kvantových bodiek, pričom nedochádza k veľkému šumu, ktorý by mohol viesť k ich kolapsu.

Čítajte viac z kategórie: Novinky

Pošli nám TIP na článok



Teraz čítajú

NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP