Kvantni internet uskoro među nama?

Znanstvenici su nedavno razvili novu vrstu molekularnog kubita temeljenog na rijetkom elementu erbiju, koji bi mogao pomoći u povezivanju kvantnih računala preko postojeće optičke infrastrukture, postavljajući temelje za budući kvantni internet.

Erbij ima posebna optička i magnetska svojstva koja omogućuju prijenos kvantnih informacija na telekomunikacijskim valnim duljinama, istim kao one koje se koriste u globalnim optičkim mrežama. To olakšava integraciju kubita u silicijske čipove, otvarajući put manjim i kompaktnijim kvantnim uređajima.

Tim je objavio svoja otkrića 2. listopada u časopisu Science, opisujući tehnologiju kao „obećavajući gradivni blok za skalabilne kvantne tehnologije“, od ultra-sigurnih komunikacijskih veza do kvantnih mreža dugog dometa.

Za razliku od tradicionalnih kubita, koji su obično supravodljivi krugovi, zarobljeni ioni ili fotoni, molekularni kubiti koriste pojedinačne molekule čiji elektronički spin određuje kvantno stanje. Erbijev kubit je poseban jer djeluje i kao spin kubit i kao fotonski kubit, budući da može magnetski pohranjivati informacije dok se optički očitavaju.

U eksperimentima, istraživači su uspjeli staviti spinove atoma erbija u kontroliranu superpoziciju, a zatim očitati kvantna stanja pomoću optičke spektroskopije. „Ove molekule mogu djelovati kao nanoskopski most između magnetizma i optike“, rekla je koautorica Leah Weiss.

Rad na telekomunikacijskim valnim duljinama nudi dvije ključne prednosti: signali putuju na velike udaljenosti uz minimalne gubitke, a svjetlost lako prolazi kroz silicij bez apsorpcije. To čini erbijeve kubite idealnim za hardver na čipu.

Svaki kubit je izgrađen od jedne molekule, oko 100 000 puta manje od ljudske dlake, a njezina struktura može se prilagoditi sintetičkom kemijom. Ova fleksibilnost omogućuje integraciju u uređaje u čvrstom stanju ili čak biološka okruženja.

Voditelj istraživanja David Awschalom naglasio je da je sljedeći izazov integracija: „Radimo na ugradnji ovih kubita u uređaje na čipu, što bi moglo otvoriti nove mogućnosti za kontrolu i povezivanje molekula.“