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
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
