بشر در آستانه فناوری آینده؛ دانشمندان اولین کیوبیت های پایدار را در دمای اتاق تولید کرده اند

محاسبات کوانتومی، که به‌عنوان پیشرفت بزرگ فناوری بعدی از آن یاد می‌شود، به لطف این تحقیق یک گام به واقعیت نزدیک‌تر شده است.

گرما دشمن عدم قطعیت کوانتومی است و برای توسعه فناوری پیشرفته کوانتومی از تجهیزات خنک‌کننده حجیم و گران‌قیمتی استفاده می‌شود تا به اصطلاح ذرات «منسجم» بمانند. حالا فیزیکدانان ژاپنی در روشی توانستند انسجام اسپین‌های الکترون را برای 100 نانوثانیه نزدیک به دمای اتاق حفظ کنند. اگرچه این زمان لحظه‌ای زودگذر به نظر می‌رسد، اما دستاورد بزرگی برای تولید کیوبیت‌های متعدد در دمای اتاق محسوب می‌شود.

برخلاف آنچه در زندگی هرروزه مشهود است و در آن کیفیت‌هایی مانند رنگ، موقعیت، سرعت و چرخش را ادراک می‌کنیم؛ در دنیای کوانتومی اشیاء ثبات کمتری دارند و به راحتی قابل توصیف نیستند. مگر اینکه ویژگی‌های آن‌ها با یک نگاه سریع در جای خود ثابت شود. با توجه به این ماهیت گریزپذیر کوانتوم‌ها، انسجام آن‌ها برای محاسابات کوانتومی مهم است.

براساس مقاله منتشرشده در Science Advances، دانشمندان دانشگاه کیوشو ژاپن برای دستیابی به این انسجام از یک کروموفور، نوعی مولکول رنگ جاذب نور، یک چارچوب فلزی آلی (MOF) و یک ماده کریستالی نانومتخلخل متشکل از یون‌های فلزی و لیگاندهای آلی بهره بردند.

محققان می‌گویند که این اولین انسجام پنج‌تایی درهم‌تنیده کوانتومی در دمای اتاق است. اگرچه این انسجام درحال‌حاضر در نانوثانیه مشاهده می‌شود، یافته‌های این پژوهش پایه و اساس محاسبات کوانتومی آینده را رقم خواهد زد.

ایجاد کیوبیت‌ها در دمای اتاق

انسجام کوانتومی برای محاسبات و فناوری‌های کوانتومی بسیار مهم است. اما در دمای اتاق این ذرات گریزان هستند. دانشمندان در این پژوهش، کروموفور را در MOF جاسازی کردند و یک محیط منحصربه‌فرد برای انسجام کوانتومی ایجاد کردند.

کروموفورهای متراکم، انباشته‌شده و با زاویه چرخشی محدود در ساختار MOF به محققان این امکان را می‌دهد که به انسجام کوانتومی دمای اتاق دست یابند که قبلاً هرگز مشاهده نشده بود.

طی این پژوهش الکترون‌ها با پالس‌های مایکروویو توانستند انسجام کوانتومی را برای حدود 100 نانوثانیه حفظ کنند. محققان پیش‌بینی می‌کنند که این موفقیت می‌تواند به ساخت کیوبیت‌های پایدار منتهی شود.

محاسبات کوانتومی، که به‌عنوان پیشرفت بزرگ فناوری بعدی از آن یاد می‌شود، به لطف این تحقیق یک گام به واقعیت نزدیک‌تر شده است. محاسبات کوانتومی، با استفاده از خواص کوانتومی کیوبیت‌ها، وضوح و حساسیت بالاتری را فراهم می‌کند که نشان‌دهنده گذر از پارادایم تکنیک‌های سنتی است.