Forskare vid Chalmers tekniska högskola har introducerat en ny teoretisk design för vad de kallar ”jättesuperatomer”. Genomslaget syftar till att adressera en av de mest kritiska utmaningarna inom kvantdatorteknik: dekoherens.
De nyutvecklade enheterna kombinerar två avancerade koncept inom kvantfysik: superatomer och jätteatomer. En superatom består av flera naturliga atomer som delar ett enskilt kvanttillstånd. Jätteatomer å sin sida kännetecknas av att de är större än den våglängd de interagerar med, vilket gör att de kan ansluta till ljus- eller ljudvågor vid flera separata punkter samtidigt.
Millimeterstora enheter för kontroll av kvantinformation
Genom att kombinera dessa två egenskaper kan de konstruerade enheterna nå storlekar på upp till flera millimeter. Denna storlek möjliggör så kallade icke-lokala interaktioner mellan ljus och materia.
Den största fördelen med designen är att den tillåter kvantinformation från flera kvantbitar (qubits) att lagras och kontrolleras inom en och samma enhet. Detta kan ske utan att den hårdvarumässiga komplexiteten ökar, vilket tidigare varit ett stort hinder för att skala upp kvantsystem.
Tillämpningar och framtidspotential
Denna teoretiska design öppnar upp för betydande framsteg inom flera områden av kvantteknologi. Enligt forskarna kan jättesuperatomer underlätta utvecklingen av:
- Kvantkommunikation: Effektivare överföring av information.
- Kvantnätverk: Möjligheten att koppla samman kvantsystem över större avstånd.
- Mätsystem: Förbättrad precision i kvantbaserade mätningar.
Genom att lösa problemet med dekoherens och samtidigt behålla en hanterbar hårdvarunivå kan Chalmers forskning utgöra en viktig pusselbit för praktiskt användbara kvantdatorer i framtiden.