دانشمندانی از موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) برای اولین بار خواص کوانتومی دو یون (اتم‌های دارای بار الکتریکی) مجزا را با دستکاری آنها با میکروموج بجای استفاده از باریکه‌های معمولی لیزر به هم مرتبط کردند، و نشان دادند که جایگزینی – پارک لیزری – نامتعارف ابعاد اتاق در محاسبه کوانتومی با فناوری میکروموج صنعتی مینیاتوری شبیه به آنچه که در تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شود، امکان‌پذیر است.
درهم تنیدن دو اتم با میکروموج برای اولین بار
دانشمندانی از موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) برای اولین بار خواص کوانتومی
دو یون (اتم‌های دارای بار الکتریکی) مجزا را با دستکاری آنها با میکروموج بجای
استفاده از باریکه‌های معمولی لیزر به هم مرتبط کردند، و نشان دادند که جایگزینی “پارک
لیزری” نامتعارف ابعاد اتاق در محاسبه کوانتومی با فناوری میکروموج صنعتی مینیاتوری
شبیه به آنچه که در تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شود، امکان‌پذیر است.
میکروموج‌ها، که حامل مخابرات بی‌سیم هستند، در آزمایش‌های گذشته برای دستکاری یون‌های
واحد استفاده شده‌اند. اما، گروه تحقیقاتی NIST اولین گروهی است که توانست منابع
میکروموج را به اندازه کافی نزیک یون‌ها قرار دهد – فقط تا فاصله ۳۰ میکرومتری – و
شرایطی را بوجود آورد که باعث درهم تنیدگی شود – یک پدیده کوانتومی که انتظار می‌رود
برای انتقال اطلاعات و اصلاح خطاها در رایانه‌های کوانتومی حیاتی باشد.
در آزمایش‌ها سیم‌کشی‌های منابع میکروموج مستقیما روی یک تله یونی به ابعاد تراشه
مجمتع می‌شود و از جدولی از لیزرها، آینه‌ها، و عدسی‌های رومیزی استفاده می‌شود که
حدود یک دهم اندازه‌ای که قبلا مورد نیاز بود، هستند. لیزرهای کم‌توان فرابنفش هنوز
برا سردسازی یون‌ها و مشاهده نتایج تجربی نیاز است، ولی در نهایت می‌تواند به
اندازه‌ای که در نوازنده‌های DVD قابل‌حمل هست، کوچک شوند. مولفه‌های میکروموج در
مقایسه با منابع لیزری گران و پیچیده، آسان‌تر می‌توانند برای ساخت سیستم‌های عملی
از هزاران اتم جهت محاسبات و شبیه‌سازی کوانتومی، توسعه و ارتقا یابند.
یون‌ها نامزدهای اصلی برای استفاده در بیت‌های کوانتومی (کیوبیت‌ها) جهت نگهداری
اطلاعات در رایانه‌های کوانتومی هستند. اگرچه سایر نامزدهای نویدبخش برای کیوبیت‌ها
– مانند مدارهای ابررسانا، یا “اتم‌های مصنوعی” – با میکروموج‌ها بر روی تراشه‌ها
مورد دستکاری قرار گرفته‌اند ولی کیوبیت‌های یونی از لحاظ تجربی در مرحله بسیار
پیشرفته‌ای بوده بگونه‌ای که یون‌های بیشتری می‌توانند با دقت بهتر و اتلاف
اطلاعاتی کمتر کنترل شوند.
گروه NIST در آخرین آزمایش‌های خود از میکروموج‌ها برای چرخاندن “اسپین‌های” یون‌های
منفرد منیزیم استفاده کرده و اسپین‌های یک جفت یون را درهم تنید. این یک مجموعه “جهانی”
از اعمال منطقی کوانتومی است زیرا چرخش‌ها و درهم تنیدگی‌ها می‌توانند به صورت
متوالی ادغام شده و هر محاسبه‌ای را که در مکانیک کوانتومی مجاز است، انجام دهند.
این دانشمندان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature منتشر کرده‌اند.
