Naukowcy z Uniwersytetu w Stuttgarcie osiągnęli wydajność technologii kwantowych przekraczającą teoretyczne granice

Współczesne technologie kwantowe, które nieustannie rozszerzają nasze pojęcie o naturze wszechświata, przynoszą przełomowe możliwości w dziedzinach informatyki, komunikacji i wykrywania. Chociaż te technologie kwantowe zawsze miały teoretyczną granicę efektywności, niedawno przeprowadzone badania sugerują, że możemy być w stanie przekroczyć to, co wcześniej uważano za niemożliwe.

 

Zespół naukowców pod kierunkiem profesor Stefanie Barz z Uniwersytetu w Stuttgarcie oraz Centrum Zintegrowanej Nauki i Technologii Kwantowej (IQST) zaprezentował odkrycie, które kwestionuje tę teoretyczną granicę. Ich badania wykazały, że pewne elementy obwodów kwantowych mogą działać z wydajnością przekraczającą powszechnie uznawane ograniczenia. To odkrycie ma potencjał do przyspieszenia postępów w zakresie technologii kwantowych opartych na fotonach.

 

Splątanie kwantowe, kluczowy fundament technologii kwantowej, został po raz pierwszy przedstawiony przez Alberta Einsteina i Nielsa Bohra. To zjawisko pozwala na wymianę informacji pomiędzy systemami kwantowymi w sposób, który jest zupełnie obcy w świecie fizyki klasycznej. Aż do lat 60. XX wieku koncepcja ta była głównie przedmiotem debat filozoficznych. Jednak, dzięki eksperymentalnym innowacjom Johna Stuarta Bella, stała się ona bardziej konkretne i mierzalna.

 

Początkowe badania nad splątaniem koncentrowały się na fotonach, podstawowych jednostkach światła. Naukowcy tacy jak Alain Aspect, John Clauser i Anton Zeilinger byli pionierami w tej dziedzinie, co zaowocowało im Nagrodą Nobla za ich przełomowe osiągnięcia. W tym kontekście warto wspomnieć o stanach Bella, które opisują maksymalne splątanie dwóch cząstek.

 

Zastosowanie konwencjonalnych narzędzi optycznych w badaniach nad splątaniem napotkało jednak pewne wyzwania. Dwa z czterech stanów Bella były trudne do odróżnienia w eksperymentach, co ograniczało ogólną skuteczność do 50%. Jednakże zespół z Uniwersytetu w Stuttgarcie znalazł sposób na przezwyciężenie tego ograniczenia, co pozwoliło na poprawę wydajności eksperymentalnej.

 

Przez pokonanie tych wyzwań, badacze otworzyli drzwi do nowych możliwości dla technologii kwantowej. Teleportacja kwantowa, oparta na pomiarach stanu Bella, stała się bardziej efektywna i niezawodna, co ma ogromne znaczenie dla przyszłości komunikacji kwantowej i obliczeń.

 

W świetle tych odkryć, profesor Stefanie Barz podkreśliła, że innowacyjne techniki i podejście mogą pomóc w przesunięciu granic możliwości w technologii kwantowej. Jej prace, wraz z wynikami jej zespołu, zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym, dostarczając społeczności naukowej głębokiego wglądu w te przełomowe badania.