Naukowcy opanowali drgania jądra atomowego, co poprawia przechowywanie informacji kwantowej

WarsawNaukowcy z Politechniki w Delft w Holandii z powodzeniem kontrolowali ruch wewnątrz jądra atomu, co jest postępem w dziedzinie przechowywania informacji kwantowej. Skupili się na pojedynczym atomie tytanu-47 (Ti-47), który ma delikatnie magnetyczne jądro z powodu braku jednego neutronu w porównaniu do tytanu-48. Ta magnetyczność, określana jako "spin," może być istotna dla magazynowania informacji kwantowych.

Jądro atomowe zazwyczaj jest oddzielone od swojego otoczenia i znajduje się daleko od elektronów. Jednak dzięki procesowi zwanemu „oddziaływaniem nadsubtelnym”, moment magnetyczny jądra może być wpływany przez spin elektronu. Proces ten wymaga bardzo małego i precyzyjnego pola magnetycznego, aby zadziałał.

Badanie podkreśla następujące istotne kwestie:

Badacze zastosowali impuls napięcia, aby zaburzyć spin elektronu. Jądro i elektron obracały się razem przez ułamek mikrosekundy. Interakcja była dokładnie monitorowana za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego. Obliczenia wykazały, że podczas tej interakcji nie doszło do utraty informacji kwantowej.

Sander Otte, który kieruje zespołem badawczym, stwierdził, że możliwość manipulacji materią na tak mikroskopijną skalę to coś więcej niż tylko teoria. Może to mieć zastosowanie w przechowywaniu informacji kwantowych.

Zobacz również:

Dzisiaj · 02:19

Dieta owocowa wzmacnia odporność wirusową nietoperzy

Przechowywanie informacji kwantowej w jądrze atomu chroni ją przed zakłóceniami z zewnątrz. Dzięki temu systemy komputerów kwantowych stają się bardziej bezpieczne i stabilne. Informacja kwantowa jest niezwykle wrażliwa i łatwo może ulec utracie lub zniekształceniu przez czynniki zewnętrzne. Umieszczenie jej w jądrze atomowym minimalizuje te problemy.

To odkrycie potwierdza przewidywania Schrödingera dotyczące mechaniki kwantowej i przyczynia się do rozwoju rzeczywistych zastosowań komputerów kwantowych. Dzięki precyzyjnemu zarządzaniu spinami elektronów i jąder atomowych naukowcy mogą opracować nowe metody wykonywania obliczeń kwantowych oraz bezpiecznego zabezpieczania danych.

Lukas Veldman, który wniósł znaczący wkład w swoje badania doktorskie, zauważył, że te operacje są niezwykle wrażliwe. Wspomniał, że oddziaływanie nadsubtelne działa jedynie w bardzo określonym zakresie pola magnetycznego.

Eksperyment ten pokazuje, że ludzie mogą manipulować materią na poziomie kwantowym, co może prowadzić do znaczących postępów w przechowywaniu informacji kwantowej. Ten rozwój może być kluczowy dla stworzenia praktycznych komputerów kwantowych, co zmieni sposób przechowywania i przetwarzania danych w przyszłości.