Albert Einstein nazywał splątanie kwantowe „upiornym działaniem na odległość”. Dziś to zjawisko nie jest już sensacją, lecz fundamentem rozwoju komputerów kwantowych. Właśnie ono pozwala tym maszynom wykonywać obliczenia, z którymi klasyczne układy nigdy sobie nie poradzą.
Najnowsze badania opublikowane w Science pokazują, że naukowcom udało się po raz pierwszy w krzemie stworzyć splątanie między dwoma jądrami atomów fosforu oddzielonymi o 20 nanometrów. Choć ta odległość wydaje się niewielka, w świecie atomowym to ogromny krok – odpowiada mniej więcej 40 atomom krzemu ustawionym jeden obok drugiego.
Zespół z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Sydney opracował metodę, która łączy zalety stabilności i kontroli. Dotąd jądra atomowe były jak ludzie zamknięci w dźwiękoszczelnych pokojach – mogły się komunikować tylko wtedy, gdy znajdowały się w tym samym pomieszczeniu. Teraz badacze dali im „telefony”: elektrony. Dzięki temu elektrony mogą przenosić oddziaływanie na większe odległości, a pośrednio łączyć ze sobą odległe jądra atomowe.
W eksperymencie wykorzystano tzw. „bramkę geometryczną”, która wcześniej pozwalała na precyzyjne sterowanie atomami. Po raz pierwszy jednak udało się zastosować ją do entanglementu jąder powiązanych z różnymi elektronami.
Dlaczego to takie ważne? Bo skala 20 nanometrów to dokładnie wymiar, w jakim produkuje się dzisiejsze tranzystory krzemowe. To oznacza, że splątane kubity jądrowe można w przyszłości integrować z klasycznymi układami scalonymi – takimi samymi, jakie działają w naszych komputerach czy smartfonach.
Badacze są przekonani, że ten przełom otwiera drogę do budowy skalowalnych komputerów kwantowych, które łączą długowieczność i odporność kubitów jądrowych z elastycznością technologii krzemowej. Następnym krokiem będzie wydłużenie dystansu splątania, co może przybliżyć realizację praktycznych, niezawodnych maszyn kwantowych.
Pełna treść źródłowa: Science Alert
