JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Kvanttitekniikkaan perustuva internet lupaa täysin turvallisen viestinnän. Mutta kvanttibittien eli kubittien käyttö informaation siirtämiseen edellyttää radikaalisti uutta tekniikkaa - kvanttimuistia. Tällainen atomien kokoluokan laite tarvitaan tallentamaan kvantti-informaatio ja muuntamaan se valoksi lähetettäväksi verkon yli.

Vaikein haaste tälle visiolle on se, että kubitit ovat erittäin herkkiä ympäristölleen. Jopa viereisten atomien värähtelyt voivat häiritä niiden kykyä muistaa informaationsa. Toistaiseksi tutkijat ovat tukeutuneet erittäin alhaisiin lämpötiloihin vaientaakseen värinät, mutta suurissa kvanttiverkoissa tällaisten kylmyyksien saavuttaminen on kohtuuttoman kallista.

Nyt Harvard John A. Paulsonin teknillisen korkeakoulun (SEAS) ja Cambridgen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet kvanttimuistiratkaisun, joka on yhtä yksinkertainen kuin kitaran virittäminen. Tutkijat suunnittelivat timanttirakenteita, jotka voivat vaimentaa kubitin ympäristöä ja parantaa muistia kymmenistä useisiin satoihin nanosekunteihin, mikä on riittävä aika tehdä monia toimintoja kvanttipiirissä.

Timanttien epäpuhtaudet ovat nousseet lupaaviksi solmuiksi kvanttiverkostoille. Eräs tyyppi, jota kutsutaan piivakanssien värikeskuksiksi, ovat vahvoja kubitteja. Värikeskuksen loukussa oleva elektroni toimii muistibittinä ja voi emittoida yksittäisiä punaisen valon fotoneja, jotka vuorostaan toimisivat kvanttiyhteyksien pitkän matkan informaation kantajina. Mutta kun lähiatomit timanttikiteessä värähtelevät satunnaisesti elektroni unohtaa nopeasti kvantti-informaationsa.

Muistin parantamiseksi tällaisessa ympäristössä tutkijat muokkasivat värikeskuksen sisältävän timanttikiteen ohueksi ja noin yhden mikronin leveäksi nauhaksi ja palkiksi elektrodeineen. Jännitteen avulla timanttipalkki taipuu ja venyy ja siten kasvattaa värähtelytaajuutta, jolle elektroni on herkkä.

- Luomalla jännitystä nauhaan kasvatamme värähtelyjen energiaskaalaa, jolle elektroni on herkkä, joten se voi tuntea vain hyvin suuria energiavärähtelyjä, toteaa jatko-opiskelija Shurun Meesala. - Tämä prosessi muuntaa ympäröivän värähtelyn kiteessä epäolennaiseksi taustakohinaksi, jolloin vakanssissa oleva elektroni pystyy pitämään informaatiota satoja nanosekunteja, mikä voi olla todella pitkä aika kvanttitasolla.

Seuraavaksi tutkijat toivovat voivansa laajentavan kubitin muistia millisekunneiksi, mikä mahdollistaisi satoja tuhansia operaatioita ja pitkän matkan kvanttiviestintää.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 29.5.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template