A kvantumszámítógépek csak abban az esetben hasznosak, ha ismerjük az elektronok állapotainak egymás közötti viszonyait. Viszont nagyon nehéz eljutni addig, hogy megismerjük a kvantum-koherencia néven ismert kapcsolatot.

Egy új felfedezés hatására hamarosan változhat a helyzet.

A Chicagói Egyetem egyik kutatócsoportja ugyanis kitalálta, hogyan tartható fenn kvantumrendszerek koherenciája (azaz működése) akár 10 ezerszer tovább, mint eddig. Megoldásuk bármilyen kvantumrendszerre alkalmazható, és az egész területet forradalmasíthatja.

„A felfedezés a kvantumtudományok új kutatási irányait nyithatja meg. Széleskörű alkalmazhatóságával és könnyű implementálásával a kvantumtervezés sok aspektusára lehet hatással” – magyarázza David Awschalom, az Argonne Nemzeti Laboratórium kutatója.

A kvantumszámítógépeket közismerten nehéz irányítani, kontrollálni. A qubiteket könnyen megzavarják a környező zajok: rezgések, hőmérsékletváltozás stb. Eddig fizikailag akarták izolálni őket a zajoktól, vagy igyekeztek minél tisztább anyagokból felépíteni a gépeket.

Ezek a megoldások azonban nem praktikusak, ráadásul nagyon drágák is lehetnek. A chicagói kutatók meg sem próbálják megszüntetni a környezet zajait, helyette „átverik” a rendszert, elhitetve vele, hogy semmiféle zaj nincs körülötte.

Elektromágneses impulzusokkal és a mágneses tér folyamatos megváltoztatásával igyekeztek kontroll alatt tartani. A mágneses mezőt úgy állították be, hogy kiszűrődött a maradék zaj.

„Mintha körhintán ülnénk és csomó ember kiabálna körülöttünk. Amikor a hinta nem mozog, tökéletesen halljuk őket, de ha gyorsan megfordul, a zajok eltűnnek a háttérben” – fejtegeti Kevin Miao, az egyik kutató.

Eljárásuk eredményeként a rendszer 22 milliszekundumig koherens maradt, működött. A 22 milliszekundum ugyan kevésnek tűnik, viszont így is 10 ezerszer több a korábbi rendszerek működési idejénél.

A technikával a jövő kvantumgépei könnyebben skálázhatók, praktikusabb az információtárolás, és az információ messzebbre továbbítható, módosíthatók a korábbi iterációk.

„A legjobb az egészben, hogy nagyon könnyű megcsinálni. A mögötte álló tudomány ugyan komplikált, a váltakozó mágneses mezőt viszont egyszerű hozzáadni a rendszerhez, logisztikailag sima ügy” – összegez Miao.