თანამედროვე კვანტური კომპიუტერების მთავარი შემაფერხებელი ფაქტორი მათი ექსპლუატაციის სირთულე და მაღალი ფასია. დღეს არსებული სისტემების უმრავლესობა მოითხოვს ტემპერატურას, რომელიც აბსოლუტურ ნულთან ახლოსაა — დაახლოებით -459 გრადუსი ფარენჰაიტით. ეს აუცილებელია კვანტური მდგომარეობის შესანარჩუნებლად, თუმცა ტექნოლოგიას მასშტაბურს და ძვირადღირებულს ხდის.

გარღვევა ნანოტექნოლოგიაში

სტენფორდის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა შეიმუშავეს ნანოსკალიანი ოპტიკური მოწყობილობა, რომელიც ამ პრობლემას წყვეტს. ინოვაციური დეტალი ოთახის ტემპერატურაზე ფუნქციონირებს და ერთმანეთთან აკავშირებს სინათლისა და ელექტრონების კვანტურ თვისებებს.

კვლევის ხელმძღვანელი, პროფესორი ჯენიფერ დიონე განმარტავს, რომ მათ გამოიყენეს უკვე ცნობილი მასალა ახალი მეთოდით. ეს ქმნის სტაბილურ კავშირს ელექტრონებისა და ფოტონების სპინებს შორის, რაც კვანტური კომუნიკაციის თეორიული საფუძველია.

როგორ მუშაობს „დაგრეხილი სინათლე“

მოწყობილობა აერთიანებს მოლიბდენის დისელენიდის (MoSe2) თხელ ფენას და სილიკონის ნანოსტრუქტურირებულ სუბსტრატს. სილიკონის ნანოსტრუქტურები წარმოქმნიან ე.წ. „დაგრეხილ სინათლეს“.

  • ფოტონები ბრუნავენ კორპუსისებურად, როგორც საცობი.
  • ეს მბრუნავი ფოტონები ელექტრონებს გადასცემენ სპინს.
  • ელექტრონების სპინი კვანტური გამოთვლების მთავარი ელემენტია.

მკვლევარ ფენგ პანის თქმით, ეს პროცესი საშუალებას იძლევა, ფოტონები ზუსტად მანიპულირდეს და მათი ბრუნვა სასურველი მიმართულებით წარიმართოს.

მომავლის კვანტური ქსელები

ახალი მოწყობილობა ქმნის კუბიტებს — კვანტური ინფორმაციის ძირითად ერთეულებს. რადგან სისტემა ოთახის ტემპერატურაზე მუშაობს, ის თავიდან ირიდებს დეკოჰერენციას, რაც კვანტური ინფორმაციის დაკარგვის მთავარი მიზეზია.

ტექნოლოგია პერსპექტიულია უსაფრთხო კომუნიკაციების, მაღალი წარმადობის გამოთვლებისა და ხელოვნური ინტელექტის სფეროებისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ კვლევა ჯერ კიდევ განვითარების ეტაპზეა, მეცნიერები მომავალში ამ კომპონენტების ჩვეულებრივ ელექტრონიკაში, მაგალითად, სმარტფონებში ინტეგრაციასაც განიხილავენ.

„ეს არის 10-წლიანი გეგმა, თუმცა ჩვენ უკვე გადავდგით მნიშვნელოვანი ნაბიჯი კვანტური ტექნოლოგიების ხელმისაწვდომობისკენ“, — აცხადებს პანი.