Ένα βήμα πιο κοντά προς τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών έκαναν ερευνητές, καθώς προχώρησαν για πρώτη φορά σε μαζική παραγωγή 10 δισεκατομμυρίων bits κβαντικής σύζευξης σε πυρίτιο.

Ads

Δεδομένου του ότι το πυρίτιο αποτελεί βάση των τσιπ υπολογιστών, η επιτυχία αυτή των ερευνητών από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης – αλλά και από την Ιαπωνία, τον Καναδά και τη Γερμανία, αναμένεται να έχει σημαντικές προεκτάσεις στην υπάρχουσα επιστήμη των υπολογιστών, σύμφωνα με τους ίδιους.

«Η δημιουργία 10 δισεκατομμυρίων συζευγμένων ζευγών κβάντα στο πυρίτιο είναι ένα μεγάλο βήμα προόδου για εμάς» ανέφερε ο επικεφαλής της μελέτης John Morton από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Το επόμενο βήμα, υποστήριξε ο ίδιος, είναι «ο συνδυασμός των ζυγών αυτών με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργηθεί ένας κβαντικός υπολογιστής πυριτίου».

Σημειώνεται ότι οι συμβατικοί υπολογιστές που βασίζονται στα bits μπορούν να εκτελέσουν μόνο μία πράξη την φορά, ενώ οι ταχύτατοι κβαντικοί υπολογιστές που βασίζονται στα qubits, θα μπορούν να βρίσκουν ταυτοχρόνως πολλές πιθανές λύσεις στο ίδιο πρόβλημα.

Η κβαντική σύζευξη ή διεμπλοκή είναι μια θεωρία σύμφωνα με την οποία τα υποατομικά σωματίδια μπορούν να είναι άρρηκτα συνδεδεμένα, και μια αλλαγή πχ στο σπιν του σε ένα τέτοιο σωματίδιο, θα είχε άμεση επίδραση στο αντίστοιχό του σωματίδιο, ακόμα αν τα χώριζε ένα ολόκληρο σύμπαν.

Για να επιτύχουν την κβαντική σύζευξη οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ισχυρά μαγνητικά πεδία και χαμηλές θερμοκρασίες προκειμένου να γίνει η διεμπλοκή μεταξύ του ηλεκτρονίου και του πυρήνα ενός ατόμου φωσφόρου το οποίο ήταν ενσωματωμένο σε έναν κρύσταλλο πυριτίου. Η διαδικασία εφαρμόστηκε παραλλήλως σε τεράστιο αριθμό ατόμων φωσφόρου. Το ηλεκτρόνιο και ο πυρήνας συμπεριφέρονται ως ένας μικροσκοπικός μαγνήτης – το σπιν – και το κάθε σπιν αντιπροσωπεύει μια μονάδα κβαντικής πληροφορίας. Εάν, λοιπόν, γίνει ο κατάλληλος χειρισμός τα σπιν μπορούν να αλληλεπιδράσουν.

«Το κλειδί για την επίτευξη της σύζευξης ήταν να ευθυγραμμίσουμε όλα τα σπιν χρησιμοποιώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία και χαμηλές θερμοκρασίες» εξήγησε η Stephanie Simmons από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης που συμμετείχε στη μελέτη. «Από τη στιγμή που το κατορθώσαμε, κάναμε τα σπιν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μικροκύματα και παλμούς ραδιοσυχνότητας σε καθορισμένους χρόνους», κατέληξε η ίδια.