A kvantumszámítógépek és a jövő kvantuminternete egy különös, összefonódás nevű jelenségre épülnek, amikor két részecske úgy kapcsolódik össze, hogy az állapotuk csak együtt írható le – ha az egyiket megmérjük, abból azonnal tudunk valamit a másikról is, akármilyen messze van tőle. Ez a kapcsolat azonban rendkívül törékeny: a környezet legkisebb zavarására is felbomlik, általában a másodperc töredéke alatt.

Az Oxfordi Egyetem kutatóinak most sikerült két, egymástól különálló, optikai szállal összekötött eszköz atomjait nagyjából tíz másodpercig összefonódott állapotban tartaniuk. A trükk az volt, hogy kétféle atomot használtak, és mindkettőre más feladatot bíztak.

A kísérletben elektromágneses mezővel lebegtetett, elektromosan töltött atomokkal, úgynevezett ionokkal dolgoztak: mindkét eszközben volt egy stroncium- és egy kalciumion. A stronciumionok építik ki a kapcsolatot, méghozzá úgy, hogy mindkettő kibocsát egy-egy fényrészecskét, amelyeket egy központi mérőállomáson összevezetnek, és a mérés eredményéből kiderül, hogy a két távoli ion összefonódott-e.

A stronciumionok viszont csak néhány ezredmásodpercig tudják megtartani ezt az állapotot, ezért a kutatók az összefonódást ezután átadták az ugyanabban az eszközben lévő kalciumionoknak. Ezek a környezeti zavarokra kevésbé érzékenyek, így egyfajta memóriaként működnek, és bennük a kapcsolat ezerszer tovább, nagyjából tíz másodpercig fennmaradt.

Ez elsőre nem tűnik soknak, de egy kvantumszámítógép ennyi idő alatt rengeteg műveletet el tud végezni. A tanulmány egyik vezető szerzője, Gabriel Araneda szerint a tartós összefonódás lehetővé teheti, hogy több kisebb kvantumprocesszor egyetlen nagy, elosztott kvantumszámítógépként dolgozzon együtt, hasonlóan ahhoz, ahogy ma a hagyományos számítógépek hálózatba kapcsolva osztják meg egymás között a feladatokat. A módszer emellett szuperpontos atomórák összehangolásában, érzékelők közös méréseiben és biztonságosabb kommunikációban is hasznos lehet.

Kapcsolódó cikkek:

Forrás