Revolusjon innen kvantedatabehandling: Forskere oppdager nye materialer!

Revolusjon innen kvantedatabehandling: Forskere oppdager nye materialer!

De siste årene har kvantedatabehandling dukket opp som et av de mest lovende forskningsområdene som kan revolusjonere informasjonsbehandling. I hjertet av denne teknologien er kvantebiter, også kjent som qubits, som kan anta flere tilstander samtidig takket være deres evne til å overlappe. Mens klassiske datamaskiner lagrer informasjon i biter som bare representerer tilstander 0 eller 1, kan qubits være i en tilstand av superposisjon og dermed øke datakraften betydelig. [uni-kiel.de] rapporterte at to qubits er i stand til samtidig å representere alle fire kombinasjonene (00, 01, 10, 11).

En av hovedutfordringene i kvanteberegning er dekoherens, en prosess som påvirker stabiliteten til disse kvantesuperposisjonene. Prof. Dr. Nahid Talebi fra Christian Albrechts University i Kiel forklarer at kjøling for å minimere forstyrrelser er nyttig, men komplekst og kostbart. Nåværende forskning fokuserer på nye materialer som kan muliggjøre stabile kvantebiter ved høyere temperaturer.

Sekskantet bornitrid som nytt materiale

En ny studie publisert 8. mars 2025 i Nature Communications utforsker hexagonal bornitrid (hBN) som et lovende materiale for kvanteinformasjonsapplikasjoner. Fargesentre i bornitrid kan avgi lys og fungere som qubits. Koherensen til disse fargesentrene er imidlertid ustabil. Forskningsoppgaven, sendt inn 14. januar 2025 og revidert 10. februar 2025, har tittelen "Decoherence time of the ground state spin of $V_{B}$ centers in hexagonal bornitride" og ble skrevet av Fatemeh Tarighi Tabesh og hennes medforfattere. Resultatene viser at Hahn-ekko-koherenstiden for $V_{B}$-elektronspinnet ved romtemperatur er omtrent 30 µs, noe som representerer et fremskritt i å forstå dekoherensen av defekter i hBN og legger grunnlaget for praktiske anvendelser i kvanteteknologier. [arxiv.org]

Et annet relevant aspekt ved denne forskningen er den nye metoden som gjør det mulig å spesifikt bringe defekter i bornitrid inn i en superposisjonstilstand og lese dem opp individuelt. Her brukes en elektrondrevet fotonkilde for å generere lysglimt som bringer defekter inn i superposisjonstilstand. Disse lysglimtene varer i halvannet femtosekund, så de er tilstrekkelige til å oppnå de ønskede superposisjonstilstandene.

Fremtidsutsikter og søknader

Potensialet til kvanteberegning strekker seg langt utover grunnforskning. [das-wissen.de] forklarer at fremskritt på dette området kan gi løsninger på komplekse problemer som er utenfor rekkevidden til tradisjonelle datamaskiner. Applikasjoner kan omfatte kryptografi, materialvitenskap, farmasøytiske produkter og komplekse optimaliseringsproblemer. Kvantesammenfiltring, som lar kvantebiter endre tilstand uavhengig av fysisk avstand, representerer en annen betydelig fordel.

Selskaper som Google, IBM og Honeywell har allerede gjort betydelige fremskritt, og gjør kvantedatamaskiner tilgjengelige via skyplattformer. Men for å realisere de fulle potensielle fordelene med denne teknologien, er tverrfaglig samarbeid og investering i forskning og utvikling nødvendig. Utfordringen med å sikre stabiliteten til qubits er fortsatt et sentralt tema som vil forme den videre utviklingen av kvantedatabehandling.