Noile tehnologii care explorează calculul cuantic și alte aplicații sunt mai aproape ca niciodată de a devenite realitate datorită recentelor progrese, potrivit unui articol publicat în revista Science și analizat de SciTechDaily. Aceste progrese ar putea permite crearea unor computere extrem de puternice, dar și a altor aplicații, precum detectorii de înaltă sensibilitate capabili să monitorizeze sistemele biologice.
Două descoperiri revoluționarea permit asemenea avansuri tehnologice. Prima descoperire este capacitatea de a controla unitățile cuantice de informații, denumite biți cuantici (quantum bits), la temperatura camerei. Până recent, erau necesare temperaturi apropiate de zero absolut, însă noile materiale pe bază de diamant permit qubiților să opereze la temperatura camerei. Senzorii pe bază de diamant ar putea fi utilizați pentru a fotografia o singură moleculă.
Cea de a doua mare descoperire este capacitatea de a controla acești biți cuantici (sau qubiți) pentru câteva secunde înainte ca ei să se reîntoarcă la comportamentul clasic. Dezvoltarea unor forme de siliciu de puritate înaltă, materialul utilizat în computerele de astăzi, a permis oamenilor de știință să controleze o proprietate a mecanicii cuantice denumită „spin”. Cercetătorii de la Universitatea Princeton au demonstrat controlul spinului a miliarde de electroni (o stare denumită coerență) timp de câteva secunde, utilizând siliciu-28 de puritate înaltă.
Tehnologiile cuantice exploatează regulile fizice ce guvernează particulele foarte mici, cum sunt atomii sau electronii. Tehnologiile bazate pe „spintronică” („spintronics”) ar putea fi mult mai puternice decât cele actuale, bazate pe încărcarea electrică a electronilor.
În sistemele cuantice, direcția spinului (sus sau jos) servește drept unitate informațională de bază, care este analoagă cu 0 sau 1 din computerele clasice. Însă, spre deosebire de lumea clasică, spinul unui electron poate fi 0 și 1 în același timp, o trăsătură denumită entanglement, care îmbunătățește foarte mult capacitatea de calcul.
Rămâne provocarea de a descoperi moralități de transmitere a informației cuantice pe distanțe lungi. Cercetătorii de la Princeton au publicat un studiu în care demonstrează cuplarea qubiților cu o particulă de lumină (foton), care funcționează ca o navetă pentru informația cuantică.
O altă provocare este creșterea numărului de qubiți până la câteva sute. Biții cuantici individuale au fost creați utilizând o gamă largă de materiale, cum sunt spinurile electronice și nucleare sau superconductorii.
Cea mai interesantă aplicație practică a tehnologiei cuantice este în domeniul imagisticii, deoarece majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că fabricarea unui computer cuantic real, care să poată procesa numere imense, încă este de domeniul viitorului relativ îndepărtat.
Sursa: SciTechDaily