Revolution inden for kvantecomputere: Forskere opdager nye materialer!

Revolution inden for kvantecomputere: Forskere opdager nye materialer!

I de senere år har kvantecomputere vist sig som et af de mest lovende forskningsområder, der kan revolutionere informationsbehandling. Kernen i denne teknologi er kvantebits, også kendt som qubits, som kan antage flere tilstande på samme tid takket være deres evne til at superponere. Mens klassiske computere gemmer information i bits, der kun repræsenterer tilstande 0 eller 1, kan qubits være i en tilstand af superposition og dermed øge computerkraften betydeligt. [uni-kiel.de] rapporteret, at to qubits er i stand til samtidigt at repræsentere alle fire kombinationer (00, 01, 10, 11).

En af de vigtigste udfordringer i kvanteberegning er dekohærens, en proces, der påvirker stabiliteten af ​​disse kvantesuperpositioner. Prof. Dr. Nahid Talebi fra Christian Albrechts University i Kiel forklarer, at afkøling for at minimere forstyrrelser er nyttigt, men komplekst og dyrt. Nuværende forskning fokuserer på nye materialer, der kan muliggøre stabile kvantebits ved højere temperaturer.

Hexagonal bornitrid som nyt materiale

En ny undersøgelse offentliggjort 8. marts 2025 i Nature Communications udforsker hexagonal bornitrid (hBN) som et lovende materiale til kvanteinformationsapplikationer. Farvecentre i bornitrid kan udsende lys og fungere som qubits. Imidlertid er sammenhængen mellem disse farvecentre ustabil. Forskningspapiret, indsendt den 14. januar 2025 og revideret den 10. februar 2025, har titlen "Decoherence time of the ground state spin of $V_{B}$ centres in hexagonal bornitrid" og er forfattet af Fatemeh Tarighi Tabesh og hendes medforfattere. Resultaterne viser, at Hahn-ekkohærenstiden for $V_{B}$ elektronspin ved stuetemperatur er omkring 30 µs, hvilket repræsenterer et fremskridt i forståelsen af ​​dekohærensen af ​​defekter i hBN og lægger grundlaget for praktiske anvendelser i kvanteteknologier. [arxiv.org]

Et andet relevant aspekt af denne forskning er den nye metode, der gør det muligt specifikt at bringe defekter i bornitrid i en superpositionstilstand og aflæse dem individuelt. Her bruges en elektrondrevet fotonkilde til at generere lysglimt, der bringer defekter i superpositionstilstand. Disse lysglimt varer halvandet femtosekund, så de er tilstrækkelige til at opnå de ønskede superpositionstilstande.

Fremtidsudsigter og applikationer

Potentialet ved kvanteberegning strækker sig langt ud over grundforskning. [das-wissen.de] forklarer, at fremskridt på dette område kan give løsninger på komplekse problemer, som er uden for rækkevidde af traditionelle computere. Ansøgninger kan omfatte kryptografi, materialevidenskab, lægemidler og komplekse optimeringsproblemer. Kvantesammenfiltring, som tillader kvantebits at ændre tilstand uanset fysisk afstand, repræsenterer en anden væsentlig fordel.

Virksomheder som Google, IBM og Honeywell har allerede gjort betydelige fremskridt ved at gøre kvantecomputere tilgængelige via cloud-platforme. Men for at realisere de fulde potentielle fordele ved denne teknologi er tværfagligt samarbejde og investeringer i forskning og udvikling nødvendigt. Udfordringen med at sikre stabiliteten af ​​qubits er fortsat et centralt spørgsmål, der vil forme den videre udvikling af kvanteberegning.