Australialaisen Sydneyn UNSW-yliopiston laboratoriossa on tehty sattuman kautta tutkimuslöytö, joka ei ainoastaan ratkaise yli puoli vuosisataista ongelmaa, vaan tulee vaikuttamaan merkittävästi kvanttitietokoneiden ja antureiden kehittämiseen. Löydön avulla voidaan hallita atomiytimen spiniä sähköisesti vaikka mikropiirissä.

Sillä, että atomiytimen spiniä voidaan hallita sähköllä magneettikentän sijasta, on kauaskantoisia seurauksia. Magneettikenttien luominen vaatii suuria käämejä ja suuria virtoja, samalla kun fysiikan lakien mukaan magneettikenttiä on vaikea rajata hyvin pieniin tiloihin.

”Tämä löytö tarkoittaa, että meillä on nyt reitti rakentaa kvanttitietokoneita käyttämällä yhden atomin spiniä ilman, että niiden toimintaan tarvitaan värähtelevää magneettikenttää”, sanoo UNSW:n Scientia Professor of Quantum Engineering Andrea Morello.

Morellon mukaan kehitettyjä ytimiä voidaan käyttää myös tarkkoina sähkö- ja magneettikenttien antureina.

Ydinmagneettinen resonanssi (NMR) on laajalti käytetty tekniikka esimerkiksi lääketieteen, kemian tai kaivostoiminnan parissa. Magneettiresonanssin edelläkävijä ja Nobel-palkittu Nicolaas Bloembergen ehdotti menetelmää jo vuonna 1961. Siitä lähtien menetelmään on etsitty sähköistä ohjaus/mittausmenetelmää.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), UNSW:n tiedoteuutinen (LINKKI) sekä video (LINKKI).

Kuva: Taiteilijan näkemys siitä, kuinka nanometrin mittakaavan elektrodia käytetään yksittäisen ytimen kvanttitilan paikalliseen hallintaan piisirun sisällä. Kuva: UNSW / Tony Melov