Kvantecomputere, fremtidens supercomputere, vil være næsten umulige at hacke og vil kunne lave udregninger, der ville tage almindelige computere tusindvis af år.

Men de har også nogle seriøse begrænsninger, heriblandt at de kvantebits, de opbevarer information i, skal være ekstremt kolde.

Takket være forskere fra Københavns Universitet lader det problem nu til at være løst. De fremlægger i et nyt studie en teknik, som gør, at man kan opbevare lysbaserede kvantebits ved helt almindelige stuetemperaturer.

Det skriver KU i en pressemeddelelse.

Lysbaserede kvantebits gør det muligt at lagre hele beskeder i enkelte lyspartikler, hvilket gør dem næsten umulige at hacke.

Som Videnskab.dk beskrev det, da Googles kvantecomputer i 2019 løste et ‘uløseligt’ regnestykke, skal kvantebits af denne type normalt opbevares ved minus 270 grader, tæt på det absolutte nulpunkt, for at virke.

Det er både dyrt, strømkrævende og begrænsende.

Hukommelseschippen med lyspartikler, som forskerne udviklede. (Foto: Eugene Simon Polzik)

Problemet er, at hvis det bliver varmere end det, begynder atomerne inde i hver kvantebit at løbe løbsk. 

»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,« forklarer Eugene Polzik, professor i kvanteoptik på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet, i pressemeddelelsen.

»Men vi har brug for, at de er helt ens for at kunne bruge dem til fremtidens sikre kommunikation,« fortsætter han.

»Derfor har vi udviklet denne metode, 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.«

Opfindelsen vil gøre det langt lettere, billigere og mindre ressourcekrævende at opbevare kvantebits, hvilket formentlig vil gavne fremtidens industri.

»Fordelen ved at opbevare kvantebits i stuetemperatur er, at det ikke kræver flydende helium eller komplekse nedkølende laser-systemer. Derudover er det en meget mere simpel teknologi,« siger ph.d.-studerende Karsten Dideriksen, som bidrog til opfindelsen, i pressemeddelelsen.

Der er dog noget vej endnu for den danske teknik, der endnu ikke er lige så effektiv som de dybfrosne kvantecomputere på alle områder:

»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,« fortæller Eugene Polzik, ifølge pressemeddelelsen. 

»Men vi mener, at der er vigtige fordele ved vores nye teknik, og at vi kan finde en løsning på udfordringen med tiden.«

Studiet blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.

cll