สารสังเคราะห์ที่มีข้อบกพร่อง โบรอนและเจือซิลิกอนเป็น เว็บตรง อัญมณีที่แท้จริงในการจัดเก็บและส่งข้อมูลเพชรประดิษฐ์ชนิดใหม่ถูกตัดให้อยู่เหนือส่วนที่เหลือสำหรับหน่วยความจำควอนตัม
ซึ่งแตกต่างจากเพชรสังเคราะห์อื่นๆ ซึ่งสามารถเก็บข้อมูลควอนตัมเป็นเวลานานหรือส่งข้อมูลอย่างชัดเจนเพชรใหม่สามารถทำได้ทั้งสองอย่าง คริสตัลสำหรับนักออกแบบนี้ ซึ่งอธิบายไว้ในScience 6 กรกฎาคม อาจเป็นส่วนประกอบสำคัญในอินเทอร์เน็ตควอนตัม เครือข่ายการสื่อสารแห่งอนาคตดังกล่าวจะช่วยให้ผู้คนสามารถส่งข้อความที่มีความปลอดภัยสูงและเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัมทั่วโลก ( SN: 10/15/16, p. 13 )
เพชรสังเคราะห์สามารถใช้เป็นที่เก็บควอนตัมได้
เนื่องจากมีข้อบกพร่องชนิดหนึ่งในโครงตาข่ายคาร์บอนซึ่งอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียงสองอะตอมจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมที่ไม่ใช่คาร์บอนหนึ่งอะตอมและพื้นที่ว่าง ( SN: 4/5/08, p. 216 ) การจับคู่นี้แสดงคุณสมบัติควอนตัมที่เรียกว่าสปิน ซึ่งสามารถอยู่ในสถานะ “ขึ้น”, “ลง” หรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน แต่ละสถานะเหล่านี้สะท้อนถึงข้อมูลควอนตัมหรือ qubit เล็กน้อยซึ่งอาจเป็น 1, 0 หรือทั้งสองอย่างพร้อมกัน เพชรส่ง qubits โดยการเข้ารหัสในอนุภาคแสงหรือโฟตอนที่เดินทางผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
ข้อบกพร่องของเพชรที่จัดเก็บแบบคบิตมักทำด้วยอะตอมไนโตรเจน ซึ่งสามารถจัดเก็บข้อมูลควอนตัมเป็นมิลลิวินาทีซึ่งเป็นเวลาค่อนข้างนานในอาณาจักรควอนตัม ( SN: 4/23/11, p. 14 ) แต่ข้อบกพร่องของไนโตรเจนไม่สามารถสื่อสารข้อมูลนั้นได้อย่างชัดเจน พวกเขาปล่อยอนุภาคแสงที่ช่วงความถี่กว้างซึ่งทำให้ข้อมูลควอนตัมที่เขียนลงในโฟตอนยุ่งเหยิง
ข้อบกพร่องที่เกิดจากอะตอมของซิลิกอนเปล่งแสงได้อย่างแม่นยำมากขึ้น แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถเก็บ qubits ได้นานกว่าหลายนาโนวินาทีเนื่องจากการโต้ตอบทางไฟฟ้ากับอนุภาคในบริเวณใกล้เคียง Nathalie de Leon วิศวกรไฟฟ้าที่ Princeton University อธิบาย
De Leon และเพื่อนร่วมงานแก้ไขปัญหานี้ด้วยการปลอมแปลงข้อบกพร่องของซิลิกอนในเพชรที่ผสมโบรอน ส่วนประกอบทางเคมีพิเศษนี้ป้องกันข้อบกพร่องของซิลิกอนที่ละเอียดอ่อนจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้ากับอนุภาคใกล้เคียง ขยายหน่วยความจำควอนตัมของข้อบกพร่อง คริสตัลที่ผสมโบรอนเกือบจะเทียบได้กับหน่วยความจำควอนตัมระยะยาวของข้อบกพร่องของไนโตรเจน โดยเก็บคิวบิตไว้ประมาณหนึ่งมิลลิวินาที และให้การอ่านค่าโฟตอนที่สะอาด โดยปล่อยโฟตอนประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ที่ความถี่เดียวกัน เทียบกับเพียง 3 เปอร์เซ็นต์ของโฟตอนที่เกิดจากข้อบกพร่องของไนโตรเจน
การปรับสภาพแวดล้อมของข้อบกพร่องของซิลิกอนเป็น “วิธีที่สร้างสรรค์อย่างยิ่ง”
เพื่อช่วยให้จับ qubits ได้ดีขึ้น Evelyn Hu นักฟิสิกส์ประยุกต์และวิศวกรไฟฟ้าของ Harvard University ไม่เกี่ยวข้องกับงานนี้กล่าว
David Awschalom นักฟิสิกส์และวิศวกรควอนตัมแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าว เพชรประดิษฐ์ใหม่นี้สามารถนำไปใช้สร้างอุปกรณ์ที่เรียกว่า quantum repeaters สำหรับการสื่อสารควอนตัมระยะไกล โฟตอนที่ถือคบิตสามารถเดินทางได้ไม่เกิน 100 กิโลเมตรผ่านใยแก้วนำแสงก่อนที่สัญญาณของพวกมันจะถูกรบกวน ( SN: 9/30/17, p. 8 ) ตัวทำซ้ำควอนตัมที่จับ จัดเก็บ และปล่อยโฟตอนอีกครั้งสามารถทำหน้าที่เป็นบันไดขั้นระหว่างสายเคเบิลไฟเบอร์ออปติกเพื่อขยายขอบเขตการเข้าถึงของเครือข่ายในอนาคต
นักวิทยาศาสตร์มีหลายรสชาติ และเรายินดีที่จะให้ข้อมูลเบื้องหลังการทำงานของพวกเขาในสาขาวิชาต่างๆ
ผลลัพธ์ใหม่ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของ D-Wave โดยบอกว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมเกิดขึ้นจริงในคอมพิวเตอร์ “ดูเหมือนว่าพวกเขาจะใช้กระบวนการควอนตัมเพื่อจำลองกระบวนการควอนตัมอื่น” นักฟิสิกส์ Daniel Lidar จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียในลอสแองเจลิสกล่าว แม้ว่าผลลัพธ์จะไม่ได้ให้หลักฐานโดยตรงว่าคอมพิวเตอร์แสดงเอฟเฟกต์ควอนตัม “ดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่ … สิ่งนี้จะประสบความสำเร็จหากเป็นแบบคลาสสิกทั้งหมด”
ถึงกระนั้น ความคลางแคลงใจบางอย่างก็ไม่หวั่นไหวกับผลลัพธ์ที่ได้ นักฟิสิกส์ Graeme Smith จากศูนย์วิจัยของ JILA ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโล กล่าวว่า “พวกเขาไม่ได้กล่าวถึงเลยไม่ว่าจะเป็นระบบควอนตัมหรือไม่ และการศึกษาใหม่นี้ไม่ได้พยายามตอบคำถามว่า D-Wave ทำงานได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบคลาสสิก
สวิตช์ควอนตัมอาจมีประโยชน์ในการสื่อสารควอนตัมและการคำนวณควอนตัม ( SN: 3/31/18, หน้า 12 ) มหาอำนาจใหม่ที่แปลกประหลาดประการหนึ่งที่สวิตช์ควอนตัมมีให้คือความสามารถในการสื่อสารผ่านช่องทางต่างๆ ที่มีการรบกวนข้อมูลใดๆ ก็ตามโรเมโรและเพื่อนร่วมงานรายงานในบทความที่โพสต์เมื่อวันที่ 19 กรกฎาคมที่ arXiv.org เว็บตรง
