Fizycy z Japonii dokonali znaczącego przełomu w dziedzinie technologii kwantowej, osiągając stabilność stanu kwantowego elektronów w temperaturze pokojowej. Ta innowacja ma olbrzymi wpływ na rozwój technologii kwantowej, która dotychczas wymagała skomplikowanego i kosztownego sprzętu chłodzącego.

W przeciwieństwie do zwykłego opisu obiektów w codziennym życiu, opis kwantowy zakłada, że obiekty znajdują się w wielu stanach jednocześnie, dopóki nie zostaną zmierzone. Zjawisko to, znane jako superpozycja, otwiera przed inżynierami nowe możliwości w tworzeniu zaawansowanych komputerów, systemów zabezpieczeń komunikacyjnych czy urządzeń pomiarowych o wysokiej czułości.

Jednak każda interakcja z otoczeniem wpływa na te kwantowe możliwości. Dotychczas, utrzymanie stabilnych stanów kwantowych wymagało bardzo niskich temperatur. Dlatego osiągnięcie stabilności kwantowej w temperaturze pokojowej jest wielkim krokiem naprzód.

W swoim przełomowym eksperymencie, naukowcy wykorzystali nowy rodzaj materiału zwanego metalo-organiczna strukturą sieciową (MOF), w którą wbudowano chromofory – molekuły absorbujące i emitujące światło. Te chromofory, pod wpływem mikrofal, przekształcały pary elektronów w stany superpozycji.

Profesor Nobuhiro Yanai z Uniwersytetu Kyushu podkreśla unikalność systemu MOF, który umożliwia gęste nagromadzenie chromoforów. Dzięki ograniczonemu zakresowi rotacji chromoforów w nanoporach kryształu, udało się osiągnąć stabilność stanów kwantowych przez 100 nanosekund w temperaturze pokojowej.

To osiągnięcie otwiera drogę do rozwoju kwantowego przetwarzania danych i kwantowego wykrywania różnych związków w temperaturze pokojowej, co może znacząco obniżyć koszty i złożoność urządzeń kwantowych. Jest to krok milowy w kierunku praktycznego wykorzystania technologii kwantowej w codziennym życiu.

Źródło: Science Alert