Kulisy przeprowadzonych badań zostały zaprezentowane na łamach ACS Photonics. Jak czytamy w publikacji, członkowie zespołu badawczego – będący przedstawicielami Departamentu Energii oraz Argonne National Laboratory – połączyli dwie struktury nanometryczne. Pierwsza została wykonana z diamentu, natomiast druga z niobianu litu. Stworzony w ten sposób układ został następnie potraktowany wiązką światła.
Czytaj też: Znaleźli kluczowy dowód związany z kodowaniem informacji. Konsekwencje będą gigantyczne
Mierząc wskaźnik przechodzenia światła przez taki materiał, naukowcy są w stanie określić stopień połączenia dwóch materiałów. W tym przypadku wskaźnik wyniósł 92 procent, co stanowi obiecujący wynik w kontekście niezawodnego przechowywania i przesyłania informacji. Taka perspektywa wynika między innymi z możliwości wykorzystania komputerów kwantowych oraz czujników kwantowych.
Kluczowe dla funkcjonowania takich technologii są kubity, czyli bity kwantowe. Tworzone z ich wykorzystaniem sieci, podobnie jak w przypadku klasycznych sieci, przemieszczają kubity z jednego węzła do drugiego. Owe kubity przechowują informacje wewnątrz węzła, dlatego poruszając się między nimi zapewniają przesyłanie danych. Zaprojektowany przez amerykańskich inżynierów układ mógłby posłużyć do tworzenia stacjonarnych kubitów, dzięki którym mogłaby powstać sieć kwantowa obejmująca całe kontynenty.
Układ kwantowy złożony z diamentu i niobianu litu stwarza obiecujące możliwości z zakresu projektowania komputerów kwantowych i czujników. Pomiar jego wydajności wykazał imponujący rezultat w wysokości 92%
To, że wybór padł na diament, nie powinien dziwić, gdyż od dawna rozpatrywano go jako odpowiedni składnik w generowaniu kubitów. Materiał ten charakteryzuje się bowiem strukturą molekularną, którą można łatwo manipulować. Może też przechowywać informacje przez stosunkowo długi czas, dzięki czemu obliczenia mogą być wykonywane dłużej i wyższą dokładnością.
Z kolei niobian litu stwarza naukowcom okazję do zmiany częstotliwości światła przechodzącego przez ten materiał. W tym celu można zastosować na przykład pola elektryczne bądź mechaniczne odkształcanie, aby wpływać na sposób, w jaki niobian litu przepuszcza wiązkę. Poza tym da się również odwracać orientację struktury krystalicznej. Za przykład autorzy podają konwersję światła na częstotliwość wykorzystywaną przez istniejącą infrastrukturę komunikacyjną.
Czytaj też: Topologiczne komputery kwantowe. Brakowało tylko tego jednego materiału
Połączenie diamentu z niobianem litu jest rewolucyjne, gdyż stwarza możliwość skutecznego przesyłania kubitów. Światło kwantowe przechodzące między oboma składnikami zwiększa z nim interakcje i pozwala na skuteczne sterowanie właściwościami. Jak podsumowują członkowie zespołu badawczego, połączenie dwóch materiałów sprawia, że możliwe jest skorzystanie z dobrodziejstw oferowanych zarówno przez diament, jak i niobian litu.