انسان در آستانه فناوری آینده قرار دارد؛ دانشمندان اولین کیوبیت‌های پایدار را در دمای اتاق به وجود آوردند

گرما به عنوان یک چالش مهم در حوزه عدم قطعیت کوانتومی شناخته می‌شود و برای پیشبرد فناوری پیشرفته کوانتومی، از تجهیزات خنک‌کننده حجیم و هزینه‌بر استفاده می‌شود تا ذرات “منسجم” باقی بمانند. حالا، محققان ژاپنی با استفاده از یک روش نوآورانه، توانسته‌اند انسجام اسپین‌های الکترون را به مدت 100 نانوثانیه نزدیک به دمای اتاق حفظ کنند. هرچند این بازه زمانی به نظر ممکن است کوتاه به نظر رسد، اما این پیشرفت به عنوان یک اقدام مهم در تولید کیوبیت‌های چندگانه در دمای اتاق محسوب می‌شود.

شاتل موبایل
در دنیای کوانتومی، اشیاء با کیفیت‌هایی چون رنگ، موقعیت، سرعت و چرخش، مانند زندگی روزمره ما، قابل ادراک نیستند. این اشیاء کمترین ثباتی دارند و به راحتی قابل توصیف نمی‌شوند، مگر زمانی که ویژگی‌های آن‌ها با یک نگاه سریع در جای خود ثابت شوند. از این رو، انسجام کوانتومی این اشیاء برای محاسبات کوانتومی حائز اهمیت است.

به گزارش مجله Science Advances، دانشمندان دانشگاه کیوشو ژاپن، برای دستیابی به انسجام در دنیای کوانتومی از یک کروموفور (نوعی مولکول جاذب نور)، یک چارچوب فلزی آلی (MOF) و یک ماده کریستالی نانومتخلخل که از یون‌های فلزی و لیگاندهای آلی تشکیل شده، بهره گرفتند.

پژوهشگران اعلام کردند که این انسجام پنج‌تایی در دمای اتاق اولین این گونه است. اگرچه این انسجام در حال حاضر در نانوثانیه قابل مشاهده است، این یافته‌ها پایه و اساس محاسبات کوانتومی آینده را فراهم می‌کند.

ایجاد کیوبیت‌ها در دمای اتاق

انسجام کوانتومی در محاسبات و فناوری‌های کوانتومی اهمیت چشمگیری دارد، اما این ذرات در دمای اتاق به سختی این انسجام را حفظ می‌کنند. در این تحقیق، دانشمندان با جاسازی کروموفور در یک چارچوب فلزی آلی (MOF)، یک محیط منحصربه‌فرد برای انسجام کوانتومی ایجاد کردند.

ساختار متراکم و انباشته‌شدهٔ کروموفورها، با زاویه چرخش محدود در ساختار MOF، امکان ایجاد انسجام کوانتومی در دمای اتاق را فراهم کرد که پیش‌تر مشاهده نشده بود.

در طول این تحقیق، الکترون‌ها با استفاده از پالس‌های مایکروویو، توانستند انسجام کوانتومی را برای تقریباً 100 نانوثانیه حفظ کنند. پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که این پیشرفت می‌تواند منجر به ساخت کیوبیت‌های پایدار شود.

محاسبات کوانتومی، به‌عنوان یکی از پیشرفت‌های مهم فناوری آینده، به دلیل این تحقیق یک گام مهم به سوی واقعیت نزدیک‌تر گرفته است. استفاده از خواص کوانتومی کیوبیت‌ها در محاسبات کوانتومی، ویژگی‌ها و دقت بالاتری را فراهم می‌کند که نشان‌دهنده تغییر از پارادایم تکنیک‌های سنتی است.