Kvantum Qubitok: Hogyan törték át az időbeli határt ötszörös hosszúságú adattárolással
Az elméleti korlát, amelyet senki sem hitt átűrhetőnek
„Mi történne, ha kvantumobjektumoknak lehetőségünk lenne ‘rávenni’ az időt?” – ezzel a merész kérdéssel indultak neki a kutatók egy úttörő kísérletnek. Ahogy kiderült, a válasz ötszörös növekedést hozott a kvantumadatok tárolási idejében!
A kvantumhatár meghódítása
1985 óta tartották a temporális Tsirelson-határt (TTB) áthatolhatatlannak. Ez a matematikai korlát meghatározta, mennyire lehet kvantum részecskék időbeli viselkedése összefonódott. Leggett és Garg eredeti elmélete szerint ez egyfajta „méretkorlát” volt a kvantumvilág számára.
A kísérlet, amely mindent megváltoztatott
A kvantum qubitek újfajta irányítása vált a kulcsa a áttörésnek. Az indiai és lengyel kutatócsoport három qubitből álló szénmolekulát használt:
- 1. qubit: „irányítóként” működött
- 2. qubit: célqubit információhordozóként
- 3. qubit: a mérés technikai megvalósítására
A varázslatos kvantum szuperpozíció
Az igazi áttörés akkor következett be, amikor az irányító qubitet kvantum szuperpozíciós állapotba hozták. Ez lehetővé tette, hogy egyszerre két (látszólag ellentétes) utasítást adjanak a célqubitnek. Mintha egy kormánykerék egyszerre akarna jobbra és balra fordulni!
Érdekes módon ez az „egyszerre mindkét irány” állapot nem zavarta össze a rendszert – éppen ellenkezőleg. A célqubit információhordozó képessége 5-szörösére nőtt a korábbiakhoz képest.
Mit jelent ez a jövő kvantumtechnológiái számára?
Ahogy H. S. Karthik, a Gdanski Egyetem kutatója mondja: ez a módszer forradalmasíthatja a kvantumméréseket. Elektromágneses mezők érzékelésétől a medicináig számos területen alkalmazható lesz.
A kvantumszámítógépeknél pedig legalább két dolog változik:
- Sokkal hosszabb ideig maradnak stabilak a qubitek
- Pontosabbá válnak a számítások
Az idő korlátjain túl
De talán a legfontosabb következtetés filozófiai: a kísérlet megmutatja, hogy még mindig nem értjük teljesen a kvantumvilág és makrovilág határát. Lehet, hogy az általunk tapasztalt idő fogalmának át kell ülnie a kvantumkorszak követelményeire?
Mi várható még, ha már ötszörös javulást értek el egyetlen kísérlet során? Hogy változik meg a mindennapi technológiánk, ha idővel „kibékülünk” a kvantum részecskék furcsa viselkedésével?