Tämän hetken kvanttitietokoneiden prosessorit perustuvat suprajohtaviin materiaaleihin, joten niiden täytyy toimia äärimmäisen kylmissä lämpötiloissa. Puhutaan esimerkiksi noin neljästä kelvinistä. Japanilaistutkijat väittävät nyt saavuttaneensa kvanttikoherenssin huoneenlämpötilassa.
Koherenssi on tärkeä termi kvanttikoneissa. Se viittaa kykyyn pitää kvanttitilaa yllä. Esimerkiksi Riken-tutkimuslaitoksen kvanttiohjelmaa johtavan professori Yasunobu Nakamuran mukaan tällä hetkellä suprajohtavissa prosessoreissa noin millisekunnissa eli 1000 nanosekunnissa.
Kyushun yliopiston tekniikan tiedekunnan apulaisprofessori Nobuhiro Yanain johtama tutkimusryhmä sanoo nyt saavuttanut läpimurron kvanttikoherenssissa huoneenlämmössä. Yhteistyössä Kyushun yliopiston apulaisprofessori Kiyoshi Miyatan ja Koben yliopiston professori Yasuhiro Koborin kanssa tehty tutkimus julkaistiin Science Advances -lehdessä.
Tutkimuksessa onnistuttiin säilyttämään kvanttijärjestelmän määritelty tila yli 100 nanosekunnin ajan huoneenlämmössä ilman ympäristön häiriöiden vaikutusta. Tämä saavutettiin upottamalla kromofori, valoa absorboiva ja väriä emittoiva väriainemolekyyli nanohuokoiseen kiteiseen materiaaliin, joka koostuu metalli-ioneista ja orgaanisista ligandeista eli sitoutuneista molekyyleistä.
Tämä edistysaskel on merkittävä kvanttilaskennan ja -anturoinnin teknologioiden kehitykselle. Kvanttilaskenta esitetään seuraavana suurena edistysaskeleena laskentateknologiassa, kun taas kvanttianturointi hyödyntää kvanttimekaanisia ominaisuuksia tarjoten korkeamman resoluution ja herkkyyden perinteisiin tekniikoihin verrattuna.
Tutkijoiden läpimurto mahdollistaa uusien materiaalien suunnittelun, joilla voidaan tuottaa useita kubitteja huoneenlämmössä. Tulevaisuudessa on mahdollista kehittää tehokkaammin kubitteja etsimällä sopivia vierasmolekyylejä ja kehittämällä sopivia kiderakenteita.
Kuva: DALL-En näkymys kvanttitietokoneesta.