Kvantni računar veličine novčića je moguć: Naučnici iz Beča napravili proboj koji menja igru
Fizičari sa Univerziteta u Beču otkrili su da magnonima mogu drastično produžiti životni vek, što bi moglo promeniti budućnost kvantnog računarstva. Novi rezultati pokazuju da ovi magnetni talasi mogu trajati i do 100 puta duže nego što se ranije smatralo mogućim. Ovaj pomak otvara potpuno novu klasu eksperimenata u oblasti kvantne fizike.
Magnoni su kolektivna pobuđenja magnetizacije u čvrstim materijalima, koja se ponašaju kao talasi koji prenose informacije kroz kristalne strukture. Njihova sposobnost da funkcionišu na nanometarskim skalama otvara mogućnost izrade ekstremno kompaktnog hardvera za kvantne sisteme. Zbog toga se sve češće posmatraju kao potencijalna osnova budućih kvantnih tehnologija.
Od nanoskale do “kvantnog čipa”
Zahvaljujući malim talasnim dužinama, magnonika bi u teoriji mogla omogućiti izradu kola koja staju na čipove veličine modernih pametnih telefona. To ih čini izuzetno zanimljivim kandidatom za buduće hibridne kvantne sisteme koji kombinuju više tipova kvantnih čestica. Takva integracija bi mogla drastično smanjiti kompleksnost kvantnog hardvera.
Njihova slabost do sada je bila ekstremno kratak životni vek, koji je ograničavao prenos kvantne informacije na svega nekoliko stotina nanosekundi. Ovakvo ograničenje praktično je sprečavalo njihovu širu primenu u funkcionalnim kvantnim računarima. Upravo taj problem je dugo smatran jednim od ključnih tehničkih zidova u ovoj oblasti.
Magnonima produžen životni vek
Tim istraživača uspeo je da postigne životni vek magnona do 18 mikrosekundi, što je gotovo sto puta više od prethodnih rekorda. Ovaj rezultat predstavlja ključni korak ka stabilnijem prenosu kvantnih informacija u realnim uslovima. Time se po prvi put otvara prostor za praktičnije magnonik sisteme.
Istraživanje je sprovedeno na ultra čistim kristalima itrijum-gvožđe-granata (YIG), koji su ohlađeni na temperaturu blisku apsolutnoj nuli. Na tim ekstremnim uslovima, termički procesi koji uništavaju magnone gotovo potpuno nestaju. Ovakvi uslovi zahtevaju izuzetno preciznu laboratorijsku kontrolu.
Čistiji kristali znače duži život magnona
Naučnici su otkrili da ograničenje životnog veka magnona ne dolazi iz fundamentalnih zakona fizike, već iz sitnih nečistoća u kristalnoj strukturi. Što je materijal čistiji, to magnon duže opstaje. Ovo znači da se napredak može nastaviti bez potrebe za novom fizikom.
Testiranja su pokazala jasnu korelaciju između čistoće uzoraka i trajanja magnona, pri čemu je čak i najmanje čist uzorak nadmašio prethodne rekorde. Ovo otvara prostor da buduća poboljšanja zavise pre svega od napretka u materijalnoj nauci. Sledeći koraci verovatno će biti fokusirani na još precizniju kontrolu proizvodnje kristala.
Magnoni kao “most” između kvantnih sistema
Produženi životni vek magnona mogao bi ih pretvoriti u ključne elemente budućih kvantnih računara, gde bi služili kao stabilni kanali za prenos i skladištenje kvantne informacije. Time bi mogli omogućiti povezivanje velikog broja kubita u jedinstvene sisteme. To bi značajno povećalo skalabilnost kvantnih računara.
Zbog svoje prirode i interakcije sa drugim kvantnim česticama, magnoni se smatraju potencijalnim univerzalnim “prevodiocima” između različitih kvantnih tehnologija. To bi moglo biti ključno za razvoj skalabilnih i međusobno povezanih kvantnih arhitektura. U tom slučaju, mogli bi postati centralni “jezik” budućih kvantnih mreža.
Zabranjeno preuzimanje dela ili čitavog teksta i/ili foto/videa, bez navođenja i linkovanja izvora i autora, a u skladu sa odredbama WMG uslova korišćenja i Zakonom o javnom informisanju i medijima.
