Veliki korak ka kvantnim računalima

Kvantna računala danas predstavljaju jedan od najvećih izazova brojnih znanstvenika, te bi u teoriji trebala biti u stanju izvršavati komplicirane kalkulacije i obrade velikih količina podataka pri brzinama koje nadmašuju današnja najjača superračunala u velikim podatkovnim centrima.

Laički rečeno, kvantno računalo veličine današnjeg desktop PC-a bi bilo snažnije od najmoćnijih superkompjutera, no dosadašnje prognoze temeljene na provedenim pokusima i projektima govorile su da će nam do njihove pojave trebati još nekoliko desetljeća razvoja.

Otkriće znanstvenika Weimin Chena i njegovih kolega sa Sveučilišta u Linköpingu moglo bi to razdoblje značajno skratiti, jer su oni pronašli način kako inicijalizirati i čitati spinove u atomima, koji su relevantni qubitima u kvantnim računalima i to na sobnoj temperaturi.  

Prednost ideje korištenja spina u atomu kao qubita je u tome što je nukleus atoma koji se sastoji od protona i neutrona dobro zaštićen, gotovo imun na elektromagnetske poremećaje.

Kako bi se došlo do kvantnog računala, svakom qubitu mora biti dodijeljena definirana vrijednost, ili 1 ili 0. Potom, atomski nukleus mora posjedovati vrtnju (spin) u istom smjeru (u smjeru kazaljke na satu ili suprotno), kako bi inicirao qubit temeljen na spinu.

Ključna stvar u tome su snažno polarizirani elektroni, koji funkcioniraju savršeno na sobnim temperaturama, no orijentacija spina elektrona se može lako izgubiti na njima.

Znanstvenici su taj problem riješili napravivši "spin filtar" koji radi na sobnoj temperaturi, omogućujući elektronima sa željenim spinom prolazak, no zaustavljanjem svih drugih.

Njihov izum omogućuje električno upravljanje polarizacijom spina u nukleusu, a na taj način informacija u spinu može biti istovremeno inicirana i čitana. 

Izvor: Linköping University