Forskere fra Københavns Universitet har udviklet en ny teknik, der gør det muligt at opbevare kvantebits – baseret på lyspartikler – stabile ved stuetemperatur. Hidtil har de kun kunne fungere i temperaturer på minus 270 grader.
Opfindelsen kan få store konsekvenser for sikkerheden på nettet. Kvantebits baseret på lyspartikler er nemlig ekstremt svære at hacke. Men hidtil har de krævet den meget lave temperatur, der kræver strøm og ressourcer.
Vi har udviklet en særlig belægning til vores hukommelseschip, som gør, at de her kvantebits forbliver identiske og stabile, mens de befinder sig i stuetemperatur. Derudover gør den nye metode os i stand til at opbevare de her kvantebits i millisekunder frem for mikrosekunder, hvilket ikke er set før. Vi er meget begejstrede, lyder det fra Eugene Simon Polzik, der er professor i kvanteoptik på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet.
Når vi skriver mails og fx kommunikerer med vores bank, bliver hvert bogstav konverteret til optiske koder af lyspartikler. En besked, der indeholder mange lyspartikler, gør det muligt for en hacker at tappe ind i beskeden og stjæle en del af lyspartiklerne og dermed informationen.
Derfor prøver forskere at gøre det muligt at skrive beskeder med én enkelt lyspartikel, der indeholder al informationen. Denne besked vil være meget sværere at stjæle, fordi den ikke kan deles op i mindre bidder. Derfor er det også let at finde ud af, hvis nogle har hacket sig ind i din besked.
Den nye opfindelse gør det lettere at opbevare kvantebits uden store frysere, som er besværlige at bruge og kræver en masse strøm. Samtidig er den nye metode billigere og mere forenelig med fremtidens industri.
Inden i vores hukommelseschips flyver tusindevis af atomer rundt og udleder lyspartikler, der altså er hovedbestanddelen i de omtalte kvantebits. Når atomerne bliver udsat for varme, øger de hastigheden og kolliderer med hinanden eller væggene i chippen. Det gør, at de udleder lyspartikler, der er meget forskellige fra hinanden. Men vi har brug for, at de er helt ens for at kunne bruge dem til fremtidens sikre kommunikation, forklarer Eugene Polzik.
Derfor har forskerne udviklet metoden, der beskytter atomerne i hukommelseschippen. Den særlige belægning i chippen består af paraffin, som har en voksagtig struktur og gør, at atomerne lander blødt, når de støder ind i chippens vægge.
Det medfører, at de her lys-baserede kvantebits bliver ens og stabile. Derudover har vi også brugt nogle særlige filtre til at sikre, at kun de identiske kvantebits bliver udledt fra hukommelseschippen, forklarer Eugene Polzik.
Selvom den nye opfindelse er et gennembrud inden for kvanteforskning, er der stadig problemer, der skal løses.
Lige nu kan vi kun producere kvantebits, baseret på lyspartikler, i et langsomt tempo – en partikel per sekund. Til sammenligning kan de nedkølede fryser-systemer producere millioner i det samme tidsrum. Men vi mener, at der er vigtige fordele ved vores nye teknik, og at vi kan finde en løsning på udfordringen med tiden, vurderer Eugene Polzik.
Kilde: Københavns Universitet
