Mówi się bowiem o możliwości projektowania skalowalnych komputerów kwantowych cechujących się wysoką odpornością na zakłócenia oraz możliwością funkcjonowania w temperaturze pokojowej. Ten ostatni aspekt oznaczałby znaczące obniżenie kosztów, ponieważ utrzymywanie takich urządzeń w temperaturach bliskich zera absolutnego nie należy do tanich przedsięwzięć.
Czytaj też: Czas może płynąć w dwie strony? Zaskakujące wyniki eksperymentu kwantowego
Publikacja na ten temat została zamieszczona w Nature Physics. Ostatnie osiągnięcia austriackich badaczy odnoszą się do faktu, że komputery kwantowe potrzebują sieci oddelegowanej do transportu kubitów. Takie komputery oferują ogromny potencjał, ponieważ mogą wykonywać obliczenia zdecydowanie szybciej i skuteczniej od swoich konwencjonalnych odpowiedników.
Z kolei wspomniane kubity są po prostu bitami kwantowymi. O ile jednak klasyczne bity mogą przyjmować tylko stany 0 lub 1, tak kubity mogą też obejmować oba takowe jednocześnie. Toruje to drogę do przenoszenia znacznie większej ilości informacji. W celu uzyskania tzw. kubitów nadprzewodzących fizycy muszą zwykle obniżać temperatury do skrajnie niskich wartości, bliskich najniższym występującym we wszechświecie.
Przenoszenie nadprzewodzących kubitów z wykorzystaniem infrastruktury optycznej było możliwe dzięki przetwornikowi elektrooptycznemu
To z kolei przekłada się na konieczność utrzymywania drogiej i rozbudowanej infrastruktury. Gdyby dało się z niej zrezygnować, koszty zdecydowanie by spadły. Właśnie dlatego możliwość transportowania kubitów w temperaturze pokojowej byłaby tak istotna. Członkowie zespołu badawczego wyszli z założenia, że mogliby w tym celu skorzystać z sieci światłowodowej, aby przenosić informacje kwantowe.
Problem w tym, że nadprzewodzące kubity zwykle mogą transportować niewiele informacji i łatwo ulegają zakłóceniom z otoczenia. Sygnały optyczne stanowią pod tymi względami ich całkowite przeciwieństwo. Powiązanie obu tych światów stanowi wyzwanie ze względu na konieczność konwersji sygnałów optycznych na kubity, a kubitów – na sygnały optyczne.
Czytaj też: Osiągnęli teleportację kwantową i wykorzystali ją w praktyce. Wielki sukces naukowców
Kluczową rolę w ostatnich eksperymentach odegrał przetwornik elektrooptyczny. To właśnie on został oddelegowany do zamiany sygnałów optycznych na częstotliwość mikrofalową przeznaczoną dla kubitów. Mikrofale trafiają bowiem do kubitu, od którego się odbijają, co zapewnia komunikację z przetwornikiem i nawiązanie kontaktu ze światem zewnętrznym. Autorzy ostatnich badań uporali się więc z podstawowymi ograniczeniami. Powinno to mieć przełożenie na zwiększenie liczby kubitów i projektowanie tańszych urządzeń wykorzystujących zjawiska kwantowe.