Zamieszczona tam publikacja wyjaśnia, jak podejście oparte na fizycy wielu ciał umożliwiło członkom zespołu badawczego przekształcenie kropek kwantowych w skalowalne węzły kwantowe cechujące się wysoką stabilnością. W długofalowej perspektywie poczynione postępy powinny sprawić, iż pojawią się sieci kwantowe wykorzystywane na potrzeby wykonywania zaawansowanych obliczeń czy prowadzenia komunikacji.
Czytaj też: Prawa fizyki pod znakiem zapytania. Supernowe jak latarnie morskie pokazują niewyjaśnioną anomalię
Takie sieci potrzebują do działania węzłów kwantowych o cechach, jakie udało się uzyskać autorom ostatnich badań. Ci posłużyli się w tym celu kropkami kwantowymi, które towarzyszą nam zaskakująco często. Są bowiem wykorzystywane w ekranach wyświetlaczy różnego rodzaju urządzeń czy też w czasie obrazowania medycznego. Owe struktury są przydatne z punktu widzenia człowieka, ponieważ wykazują zdolność do emitowania pojedynczych fotonów.
Ale ta jedna cecha nie byłaby wystarczająca, aby tworzyć sieci kwantowe. Potrzeba było jeszcze stabilnych kubitów, które mogłyby oddziaływać z fotonami i lokalnie przechowywać informacje kwantowe. Dążąc do tego celu, naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge oraz Uniwersytetu w Linzu użyli spinów atomowych w kropkach kwantowych. Pełniły one funkcję rejestru kwantowego wielu ciał zdolnego do przechowywania informacji przez dłuższy czas.
Eksperymenty wykorzystujące 13 000 spinów jądrowych wprowadzonych w stan splątany powinny zaowocować powstaniem sieci kwantowych wykorzystywanych w obliczeniach czy komunikacji
Łącznie przeprowadzony eksperyment objął 13 000 spinów jądrowych wprowadzonych w stan splątany i określany mianem ciemnego. Jako że zmniejsza on interakcję ze swoim otoczeniem, to prowadzi do zwiększonej spójności i stabilności. Bardzo ważnym aspektem zorganizowanych badań była zdolność do zapisywania, przechowywania, pobierania i odczytywania informacji kwantowej z wysoką wiernością.
Ta kształtowała się na poziomie niemal 70 procent. Z kolei czas spójności kwantowej przekraczał 130 mikrosekund. Dla człowieka to bardzo niewiele, lecz w kontekście kropek kwantowych mówimy o zgoła odmiennych realiach. Sami zainteresowani dodają, iż ich sukces stanowi bardzo istotny dowód na to, że fizyka wielu ciał może być kluczowa dla transformacji urządzeń kwantowych.
Czytaj też: Takiej nadciekłości jeszcze nie było. W Chinach doszło do kwantowego przełomu!
Autorzy udowodnili, że kropki kwantowe mogą służyć jako węzły wielokubitowe. To z kolei stwarza możliwość ich wykorzystywania na potrzeby tworzenia sieci kwantowych wykorzystywanych w komunikacji i rozproszonym przetwarzaniu. Jeśli chodzi o dalsze plany naukowców, to będą teraz dążyć do wydłużenia czasu, przez który powstały rejestr kwantowy może przechowywać informacje.