Ερευνητές δημιούργησαν το πρώτο κβαντικό bit (qu-bit) από ένα ηλεκτρόνιο ενός μοναδικού ατόμου σε πυρίτιο!

Μερικοί μπορεί να θυμόσαστε μια αναφορά μας από τον περασμένο Φεβρουάριο για το τεράστιο επίτευγμα ερευνητών του University of New South Wales (Αυστραλία), οι οποίοι δημιούργησαν το πρώτο "τέλειο" τρανζίστορ από ένα μοναδικό άτομο φωσφόρου, ανοίγοντας νέους ορίζοντες για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών.

Τώρα, ο δρόμος φαίνεται ότι μετατρέπεται σιγά σιγά σε ...λεωφόρο, αφού μια άλλη ερευνητική ομάδα του ίδιου πανεπιστημίου ανακοίνωσε ότι κατάφερε να διαβάσει και να γράψει πληροφορία χρησιμοποιώντας το spin (ιδιοστροφορμή, μαγνητικός προσανατολισμός) ενός ηλεκτρονίου από το παραπάνω μοναδικό άτομο φωσφόρου σε υπόστρωμα πυριτίου σχηματίζοντας έτσι ένα κβαντικό bit (qu-bit), τη θεμελιώδη μονάδα ενός κβαντικού υπολογιστή.

Σύμφωνα με τον καθ. Andrew Dzurak,

"Για πρώτη φορά αποδεικνύουμε ότι έχουμε τη δυνατότητα να γράφουμε και να διαχειριζόμαστε δεδομένα επάνω στο spin σχηματίζοντας ένα κβαντικό bit, qu-bit, τη βασική μονάδα πληροφορίας για έναν κβαντικό υπολογιστή. Αυτή είναι η βασική προϋπόθεση για τη δημιουργία κβαντικού υπολογιστή πυριτίου από μεμονωμένα άτομα. Πρόκειται για ένα αξιοσημείωτο επιστημονικό επίτευγμα, η διαχείριση της φύσης στο πιο θεμελιώδες επίπεδο, με βαθιές επιπτώσεις για τους κβαντικούς υπολογιστές"

Να σημειωθεί ότι το 2010 η ίδια ερευνητική ομάδα είχε ολοκληρώσει το πρώτο στάδιο για τη δημιουργία ενός πλήρους λειτουργικού κβαντικού bit, καταφέρνοντας να διαβάσει την κατάσταση στην οποία βρίσκεται το spin του ηλεκτρονίου, ενώ το δεύτερο στάδιο ήταν να μπορέσουν να γράψουν αυτή την κατάσταση, κάτι που κατόρθωσαν ελέγχοντας το ηλεκτρόνιο με μικρόκυμα.

Ο επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και υποψήφιος διδάκτωρ, Jarryd Pla, εξηγεί:

"Καταφέραμε να απομονώσουμε, να μετρήσουμε και να ελέγξουμε ένα ηλεκτρόνιο που ανήκει σε μοναδικό άτομο, χρησιμοποιώντας μια συσκευή η κατασκευή της οποίας είναι παρόμοια με αυτή ενός συνηθισμένου επεξεργαστη πυριτίου"

ενώ, ο Dr. Andrea Morello συμπλήρωσε:

"Πρόκειται για το κβαντικό ισοδύναμο της πληκτρολόγησης ενός αριθμού στο πληκτρολόγιο. Κάτι τέτοιο δεν είχε γίνει ποτέ στο παρελθόν με πυρίτιο, ένα υλικό που γνωρίζουμε πάρα πολύ καλά και έχει απορροφηθεί εύκολα από τη βιομηχανία. Τα θεμέλια της τεχνολογίας μας είναι ακριβώς τα ίδια με αυτά που χρησιμοποιούνται καθημερινά από τις σημερινές ηλεκτρονικές συσκευές"

Επόμενος στόχος των ερευνητών είναι να συνδυάσουν ζεύγη κβαντικών bits για να δημιουργήσουν λογικές πύλες πολλαπλών qu-bits.

Διαφορετική, αλλά σίγουρα οικονομικότερη προσέγγιση για τη δημιουργία κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι αναμένεται ότι θα λύσουν πολύπλοκα προβλήματα (κρυπτογράφηση, βιολογικά μοντέλα κλπ.) που αυτή τη στιγμή δεν αντιμετωπίζονται ούτε από υπερ-υπολογιστές.

[via UNSW]