A to właśnie one, mające formę szumów, stanowią ogromny problem dla informacji kwantowych. Nowe podejście do ich przechowywania powinno sprawić, iż ten problem przestanie być aktualny. Tak świetnie zabezpieczone dane będą idealnie nadawały się do zastosowań z dziedziny komputerów kwantowych.
Czytaj też: Pierwszy w historii transfer danych w takiej odsłonie. Naukowcy połączyli klasyczne i kwantowe informacje
Ostatnie postępy w tym zakresie zostały opisane w Nature Communications. Członkowie zespołu badawczego złożonego z przedstawicieli Uniwersytetu Technologicznego w Delft zorganizowali eksperyment z wykorzystaniem atomu tytanu. Wszystko po to, aby sprawdzić wynikające z tego możliwości dotyczące przechowywania i odczytywania informacji kwantowej z jądra tego atomu.
Naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft wykazali, że jądro atomu może być skutecznym i bezpiecznym nośnikiem informacji kwantowych
Wywieranie wpływu na coś tak małego w kontrolowany sposób było rzecz jasna ogromnym wyzwaniem. Sukces w wykonaniu inżynierów z Holandii pokazał jednak, że jest to możliwe. I otwiera drzwi do ogromu możliwości. Wszystko ze względu na fakt, iż stan spinu lub kierunek spinu jądra można wykorzystać do przechowywania informacji kwantowej. To, jak jest zorientowany spin w danym momencie, może być częścią tych danych.
Oczywiście w teorii brzmi to świetnie i nie wydaje się szczególnie trudne do osiągnięcia. Niestety, rzeczywistość prezentuje się zgoła odmiennie. Problem wynikał z faktu, że przechowywanie informacji kwantowych wewnątrz spinu jądra utrudnia odczytywanie tych danych, podobnie jak ich kontrolowanie. To ze względu na fakt, iż jądro ma niewielkie rozmiary, a otaczające je cząstki wywierają na nie wpływ.
Jednym z przykładów takich trudności jest wpływ spinu elektronu na spin jądra. Autorzy nowych badań próbowali znaleźć sposób na wykorzystanie tej zależności do odczytywania informacji kwantowych. W toku eksperymentów zrozumieli, że do realizacji wyznaczonego celu potrzeba dopasowania spinu elektronów do spinu jądra. Okazało się, iż kluczowe jest zakłócenie ruchu spinu elektronu poprzez wywołanie drgań wewnątrz atomu.
Czytaj też: Kwantowe stany Floqueta uchwycone! Chińczycy wyjaśnili, jak udało im się tego dokonać
I choć owe drgania trwają ułamek mikrosekundy, to było to wystarczające do osiągnięcia wyznaczonego celu. Kolejny etap badań polegał na wprowadzeniu igły skaningowego mikroskopu tunelowego. Za jej sprawą członkowie zespołu badawczego byli w stanie odczytywać przechowywane informacje. Co istotne, potwierdzili, iż nie doszło do utraty tych danych. Innymi słowy, były one bezpieczne, dlatego jądro pojedynczego atomu może być skutecznym nośnikiem tak cennych informacji.
