Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στο Hefei κατάφεραν να αυξήσουν τη διάρκεια ζωής της κβαντικής συμπλοκής σε ένα σύστημα στερεάς κατάστασης σε θερμοκρασία δωματίου έως και κατά 240 φορές. Η σχετική μελέτη των Shuo Ren και Rui-Jian Liang δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Physical Review Letters».
Η μεταφορά της κβαντικής πληροφορίας
Η ομάδα αντιμετώπισε το πρόβλημα της ταχείας καταστροφής της κβαντικής πληροφορίας λόγω του θερμικού θορύβου, ο οποίος επηρεάζει ιδιαίτερα τα ηλεκτρόνια των «κέντρων χρώματος» σε ατέλειες του ανθρακoπυριτίου. Αν και αυτά τα ηλεκτρόνια βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια του υλικού και προσφέρονται για γρήγορο έλεγχο, είναι εκτεθειμένα στον περιβαλλοντικό θόρυβο.
Για την επίλυση του προβλήματος, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα πρωτόκολλο αλληλουχίας παλμών (SWAP-gate). Μέσω αυτού, μετέφεραν την πεπλεγμένη κατάσταση από τα ηλεκτρόνια στα σπιν των γειτονικών πυρήνων πυριτίου-29, οι οποίοι παρουσιάζουν πολύ μεγαλύτερη αντοχή στον επιφανειακό θόρυβο.
Αποτελέσματα και προοπτικές
Η κβαντική διεμπλοκή διατηρήθηκε στη μνήμη των πυρηνικών σπιν για περισσότερα από 240 μικροδευτερόλεπτα, έναντι μόλις 1 μικροδευτερολέπτου που διαρκούσε στα ηλεκτρόνια, διατηρώντας την πιστότητα της κατάστασης σε ποσοστό 92,5%.
Η έρευνα έδειξε ότι πάνω από το 10% των κέντρων χρώματος διαθέτουν κατάλληλους πυρήνες για τη δημιουργία κβαντικών καταχωρητών. Η μέθοδος αυτή προσφέρει μια πρακτική προσέγγιση για τη διατήρηση της κβαντικής πληροφορίας σε θερμοκρασία δωματίου, ανοίγοντας δρόμους για εφαρμογές σε κβαντικούς αισθητήρες και την επεξεργασία πληροφοριών.