Στην προσπάθεια κατασκευής ενός κβαντικού υπολογιστή, σε παγκόσμια κλίμακα είναι ακόμη ασαφές ποιο υλικό θα δώσει το καλύτερο qubit. Οι εταιρείες στηρίζονται σε μια ποικιλία αρχιτεκτονικών όπου βασίζονται σε δεσμευμένα ιόντα, ουδέτερα άτομα, υπεραγώγιμα κυκλώματα και άλλα.

Μία επιστημονική ομάδα στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Delft, στην Ολλανδία, απέδειξαν ότι υπάρχει η δυνατότητα χειραγώγησης μαγνητικών σπιν, στο εσωτερικό διαμαντιού σε έντονες κβαντικές καταστάσεις, αναγκαίες για την κβαντική υπολογιστική. Στο πείραμα που διεξήγαγαν, διεμπλέκουν όλα τα δυνατά ζεύγη ενός συστήματος 10 qubit και παράγουν καταστάσεις στις οποίες επτά διαφορετικά qubit διεμπλέκονται ταυτόχρονα. Παράλληλα, αποδεικνύουν πως τα μεμονωμένα qubit είναι σε θέση να διατηρούν κβαντική συνοχή για πάνω από 75 s – ένα ρεκόρ για συστήματα στερεάς κατάστασης.

Το σύστημα πολλών qubit της ομάδας βασίζεται σε ένα κενό αζώτου (NV) κέντρο σε διαμάντι – μια πρόσμιξη όμοια με μόριο που συνίσταται από ένα άτομο αζώτου και ένα κενό συνδεδεμένων μαζί στη θέση δυο ατόμων άνθρακα. Το σπιν ηλεκτρονίου του NV-κέντρου αντιστοιχεί στο κεντρικό qubit, ενώ τα πυρηνικά σπιν του αζώτου και των γύρω ατόμων άνθρακα σχηματίζουν τα άλλα εννέα qubit.

Ωστόσο, η κβαντική κατάσταση του σπιν του ηλεκτρονίου είναι εφικτό να προγραμματιστεί και να αναγνωστεί ταχέως με την εφαρμογή λέιζερ, εξαιτίας της οπτικής του ανταπόκρισης. Ακολούθως, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το σπιν ηλεκτρονίου του NV-κέντρου ως δίαυλος, προγραμματίζοντάς το πρώτα και ακολούθως συζευγνύοντάς το με ένα πυρηνικό σπιν, διαμέσου μιας μαγνητικής αλληλεπίδρασης. Το πυρηνικό σπιν, το οποίο δεν ανταποκρίνεται οπτικά, παρουσιάζει μεγαλύτερους χρόνους συνοχής από ότι το σπιν ηλεκτρονίου – πάνω από 75 s – , συνεπώς κρίνεται περισσότερο προσαρμοσμένο στην κβαντική μνήμη και στην επεξεργασία. Μελλοντικά, οι ερευνητές επιθυμούν να αναπτύξουν το σύστημα, επιτυγχάνοντας την ένωση πολλών τμημάτων δέκα-qubit.

Πηγή: egno.gr