Έρχεται ο κβαντικός σκληρός δίσκος

Φυσικοί οι οποίοι αναπτύσσουν έναν πρωτότυπο κβαντικό σκληρό δίσκο πραγματοποίησαν σημαντικό βήμα προς την… κατεύθυνση αυτή, βελτιώνοντας τον χρόνο αποθήκευσης κατά περίπου 100 φορές.

Το ρεκόρ της ομάδας του Australian National University (ANU) και του University of Otago ανέρχεται στις έξι ώρες και αποτελεί ένα πολύ σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της δημιουργίας ενός παγκόσμιου ασφαλούς δικτύου κρυπτογράφησης που βασίζεται στην κβαντική πληροφορία, που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τραπεζικές συναλλαγές και προσωπικά email.

«Πιστεύουμε ότι σύντομα θα είναι δυνατόν να διαμοιράζουμε κβαντικές πληροφορίες μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων στον κόσμο» αναφέρει σχετικά η επικεφαλής συντάκτης, Μαντζίν Ζονγκ, του Research School of Physics and Engineering (RSPE).

«Οι κβαντικές καταστάσεις είναι πολύ εύθραυστες και κανονικά καταρρέουν σε μιλισεκόντ. Οι μεγάλοι χρόνοι αποθήκευσής μας έχουν τη δυνατότητα να φέρουν επανάσταση στη μετάδοση κβαντικής πληροφορίας».

Η κβαντική πληροφορία υπόσχεται αρραγή κρυπτογράφηση επειδή τα κβαντικά σωματίδια, όπως τα φωτόνια, μπορούν να δημιουργηθούν με τρόπο ο οποίος τα συνδέει εγγενώς. Οι αλληλεπιδράσεις με το ένα επηρεάζουν το άλλο, όσο μακριά και αν βρίσκονται.

Οι ερευνητές των δύο πανεπιστημίων αποθήκευσαν κβαντικές πληροφορίες σε άτομα ευρωπίου ενσωματωμένα σε κρύσταλλο. Η τεχνική αυτή (στέρεας κατάστασης) είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική στη χρήση ακτινών λέιζερ σε οπτικές ίνες- μια προσέγγιση η οποία χρησιμοποιείται επί της παρούσης για τη δημιουργία κβαντικών δικτύων μήκους περίπου 100 χιλιομέτρων.

«Οι χρόνοι αποθήκευσής μας είναι πλέον τόσο μεγάλοι που σημαίνει ότι πρέπει να επανεξεταστεί ποιος είναι ο καλύτερος τρόπος διαμοιρασμού κβαντικών δεδομένων» σημείωσε η Ζονγκ. «Ακόμα και μέσω μεταφοράς των κρυστάλλων μας σε ταχύτητες περπατήματος έχουμε μικρότερη απώλεια από ό,τι τα συστήματα λέιζερ σε μία απόσταση».

«Μπορούμε τώρα να φανταστούμε την αποθήκευση φωτός σε ξεχωριστούς κρυστάλλους και μετά τη μεταφορά τους σε διαφορετικά σημεία του δικτύου, σε απόσταση χιλιάδων χιλιομέτρων το ένα από το άλλο. Οπότε σκεφτόμαστε τους κρυστάλλους μας ως φορητούς οπτικούς σκληρούς δίσκους κβαντικής εμπλοκής (quantum entanglement)».

Μετά την εγγραφή μιας κβαντικής κατάστασης στο πυρηνικό spin του ευρωπίου μέσω της χρήσης φωτός λέιζερ, η ομάδα υπέβαλε τον κρύσταλλο σε έναν συνδυασμό σταθερών και ταλαντευόμενων μαγνητικών πεδίων για τη συντήρηση των εύθραυστων κβαντικών πληροφοριών.

«Τα δύο πεδία απομονώνουν τα spin του ευρωπίου και εμποδίζουν την κβαντική πληροφορία να διαρρεύσει» σημειώνει ο Dr. Τζέβον Λόνγκτελ του University of Otago.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature.