Świat nauki zachwycił się niedawnym osiągnięciem naukowców z Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, którzy dokonali historycznego przełomu w dziedzinie przesyłania informacji. Po raz pierwszy w historii udało im się wysłać wiadomość wykorzystując zjawisko magnetyczne zachodzące w małych dyskach ze stopu niklu i żelaza.

Badania, których wyniki opublikowano na łamach czasopisma "Science Advances", miały na celu znalezienie sposobu na przesyłanie informacji w sieciach kwantowych. Kluczowym wyzwaniem było opracowanie metody umożliwiającej odróżnianie mikrofal od magnonów - falowych wzbudzeń w materiałach magnetycznych.

Okazało się, że pola magnetyczne magnonów mogą posłużyć do zarządzania kubitami - podstawowymi jednostkami informacji w komputerach kwantowych. To przełomowe odkrycie, ponieważ przez długi czas uważano, że taka możliwość nie istnieje. Praktyka pokazała jednak, że pola magnetyczne magnonów mogą być skutecznie wykorzystywane do transmisji danych.

Komputery kwantowe mają ogromny potencjał, ponieważ mogą zrewolucjonizować wiele dziedzin, znacznie przyspieszając obliczenia. Niestety, kubity odpowiedzialne za przenoszenie informacji są bardzo wrażliwe na zakłócenia, takie jak wahania temperatury, co może prowadzić do utraty danych. Dlatego tak ważne jest znalezienie niezawodnych sposobów na transmisję informacji kwantowych.

Jednym z rozwiązań jest modularyzacja komputerów kwantowych, co zmniejsza ryzyko wystąpienia błędów. Jednak w tym przypadku pojawia się problem przekazywania informacji między poszczególnymi modułami, co również niesie ze sobą zagrożenie utraty danych. Niemieccy inżynierowie postanowili zmierzyć się z tym wyzwaniem i, jak się okazało, odnieśli spektakularny sukces.

Kluczem do tego osiągnięcia było wykorzystanie magnonów do przesyłania kubitów. Długość fali magnonów mieści się w zakresie mikrometrów, co jest znacznie krótsze niż fale centymetrowe stosowane w tradycyjnej technologii mikrofalowej. Dzięki temu ślad mikrofalowy magnonów zajmuje mniej miejsca w projektowanych układach, co jest ogromną zaletą.

W toku eksperymentów naukowcy zbadali interakcje między kubitami i magnonami wytworzonymi przez wakanse atomów krzemu w strukturze krystalicznej węglika krzemu. Informacja kwantowa zakodowana w stanie spinowym tych wakansi określana jest mianem spinowych kubitów.

Jednym z wyzwań, z którymi musieli się zmierzyć, było odróżnienie sygnału mikrofalowego anteny od sygnałów związanych z magnonami wewnątrz dysku, ponieważ te ostatnie mogą mieć znacznie niższą częstotliwość. Jednak pomimo tych trudności, naukowcom udało się odnieść znaczący sukces i nie zamierzają spocząć na laurach. W planach mają jeszcze bardziej precyzyjne stymulowanie magnonów, co pozwoli im na celowane oddziaływanie z konkretnymi kubitami w większych układach.

Dokonanie niemieckich naukowców jest niezwykle istotnym krokiem naprzód w dziedzinie komputerów kwantowych. Wykorzystanie magnonów do przesyłania informacji otwiera zupełnie nowe perspektywy i może znacząco przyczynić się do rozwoju tej technologii. Oczekujemy, że w niedalekiej przyszłości kolejne przełomowe odkrycia w tej dziedzinie będą miały miejsce.