Mikrosegundo batean funtzionatzen duen ate logiko kuantiko sendo eta ultralasterra diseinatu dute UPV/EHUko Kimika Fisikoko Saileko Gonzalo Mugak zuzendutako talde teorikoak eta AEBtako Colorado-Boulder Unibertsitateko talde esperimental batek. Lan honen helburua izan da, bi ioien bidez, ate logiko kuantiko sendo eta ultralaster bat diseinatzea, mikrosegundo batetik beherako tartean funtzionatzeko gai izango dena. Azterlana otsailean argitaratu zen Physical Review A aldizkarian.
Ikerketa teoriko honek esploratzen du egungo oztopo teknologikoetatik harantzago lor litekeena ondorengo lan esperimentala gidatzeko. Ate logikoak dira, bit kuantikoekin (qubit) batera (0/1 bitaren bertsio kuantikoa), blokeen joko batean bezala ordenagailu kuantiko bat eraikitzeko oinarrizko elementuak. Garrantzitsua da ultralasterrak izatea, ez soilik kalkuluak bizkortzeko, baizik eta ingurumen zarataren ondoriozko elkarreragin kaltegarriak minimizatzeko ere.
80ko hamarkadaren hasiera aldean, Richard Feynmanek proposatu zuen natura simulatzea, simulagailu baten bidez (sistema analogo baten bidez) sistema fisikoen portaera erreproduzituta; kasu honetan, zeregin batzuetan behinik behin ordenagailu arruntak gaindituko zituzten “ordenagailu kuantikoen” bitartez, propietate kuantikoak ustiatuta, zenbait bide aldi berean ustiatzeko aukeratzat. Hogeita hamar urte baino gehiago igaro ondoren, oraindik ere zaila da amets hori gauzatzea. Izan ere, atomoen portaera baliagarri “kuantikoa” oso ahula da eta erraz desagertzen da kontrol sistemen zarataren eta ausazko elkarreraginen ondorioz. Dena dela ere, aurrera egin da zenbait bide edo “arkitekturatan”. Horien asmoa da zenbait sistema fisiko kontrolatzea behar bezala porta daitezen. Arkitektura aurreratuenetako batek ioi harrapatuak erabiltzen ditu. Horiek doitasun handiaz isolatu eta manipula daitezke laser eta elektrodoen bidez, qubitak eta ate kuantikoak egiteko. Qubiten ateak (esaterako, lanean aztertutakoa) erabilgarriak izan daitezke teknologia kuantikoaren beste aplikazio batzuetarako (adibidez, komunikazio seguruetarako). Hortaz, ate bereziki baliagarriak dira; baina, horiek diseinatu eta fabrikatzea sekulako aupada da. Doitasun eta abiadura handia lortzea berebiziko arazoa da etorkizunean kalkulu konplexuak egiteko.
Gonzalo Mugaren esanetan, lan hau “beste urrats bat da, oraindik eman behar diren askoren artean” ordenagailu kuantiko bat lortzeko, ohikoa baino ordenagailu “askoz sendoagoa”, “ohiko ordenagailu batek egin ezin dituen hain kalkulu konplexuak egiteko gauza izango dena”.
Erreferentzia bibliografikoa
Fast phase gates with trapped ions. PHYSICAL REVIEW A 95, 022328 (2017). DOI: 10.1103/PhysRevA.95.022328.
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Mikrosegundo batean funtzionatzen duen ate logiko kuantiko sendo eta ultralasterra diseinatu dute.