Ядро атома — новый безопасный способ хранения квантовой информации

Исследователи нашли один из самых безопасных способов хранения информации — в ядре атома. По их мнению, этот метод может стать важной частью для создания защищённых квантовых вычислений.

Квантовая информация хранится в квантовых компьютерах в форме кубитов — единиц квантовой информации. Недавнее исследование показало, что хранение этих данных в ядре атома защищает их от внешних воздействий, что открывает возможности для создания более безопасных приложений в области квантовых вычислений.

Учёные из Технологического университета Делфта провели эксперимент с атомом титана (Ti-47), в ходе которого они смогли записать и прочитать квантовую информацию, находящуюся в ядре атома.

Исследование демонстрирует, что спиновое состояние ядра, которое можно рассматривать как своего рода «магнитную стрелку», способно хранить квантовую информацию. Однако процесс чтения данных из ядра атома весьма сложен из-за его малых размеров и влияния окружающих частиц.

Так называемая гипертонкая связь между ядром и орбитальными электронами затрудняет доступ к хранимой информации. Тем не менее исследователи предложили метод, позволяющий управлять взаимодействием между электронами и ядром, создавая «колебание» в ядре с помощью электрического импульса. Это позволяет временно синхронизировать спины электронов и ядра, что упрощает процесс чтения информации.

Эксперимент показал, что квантовая информация, хранимая в ядре атома, остаётся защищённой от воздействия внешней среды. Это подтверждает, что ядерный спин может быть перспективным кандидатом для хранения квантовой информации.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.