Kvantefart på Internettet med lys gemt som lyd

• Af:
  
• John Nyberg

Under Niels Bohrs gamle arbejdskontor findes en kælder, hvor spredte borde står fyldt med små spejle, lasere og alverdens apparater flettet sammen af ledninger og masser af tape.  Når det, for det utrænede øje, kan være svært at gennemskue at disse borde gemmer på en række verdensførende forskningsprojekter, så er det fordi ”det vigtige” sker i en verden så mikroskopisk, at end ikke Newtons naturlove kan nå den. Det er her Niels Bohrs kvantefysiske arvtagere udvikler de seneste kvanteteknologier.

Et af projekterne skiller sig ud ved den – i hvert fald for fysikere - utrolige detalje at kvantetilstanden bliver opnået af en dims, der er synlig med det blotte øje. Kvantetrommen er en lille membran lavet af et keramisk, glas-agtigt materiale med huller spredt i et sirligt mønster langs kanterne. Når trommen med slaget fra et laserlys sættes i gang med at vibrere, så er den i stand til at gøre det så hurtigt og uforstyrret, at kvantemekanikken kommer i spil. Den egenskab har for længst vækket opsigt ved at åbne for en række kvanteteknologiske muligheder.

Fra tidligere eksperimenter kender forskerne membranens evner til at forblive i den ellers skrøbelige kvantetilstand, og de mener på den baggrund, at trommen bør kunne modtage og videresende kvantedataet uden det ”dekohærerer”, altså mister sin kvantetilstand, når kvantecomputerne står klar.

”Det åbner for store perspektiver den dag kvantecomputere for alvor kan det, som vi forventer de kommer til. Kvantehukommelse bliver efter alt at dømme fundamental for at sende kvanteinformationer over afstand. Så det vi har udviklet er en afgørende brik i selve grundlaget for et fremtidigt internet med kvantefart og kvantesikkerhed,” siger postdoc Mads Bjerregaard Kristensen fra Niels Bohr Institutet, som er førsteforfatter til en aktuel forskningsartikel.

Trommen er det seneste og mest seriøse bud på en mekanisk kvantehukommelse, fordi den kombinerer en række egenskaber: Trommen har lavt signaltab – dvs datasignalets styrke bevares godt. Den har også den store fordel, at den kan håndtere alle lysfrekvenser, også den frekvens, som bruges i de fiberoptiske lyskabler, som det moderne internet er baseret på.

Kvantetrommen er også praktisk, fordi lagring og læsning af data kan ske når som helst, behovet er der. Og så gør den rekordlange hukommelsestid på 23 millisekunder, som forskerne allerede har opnået, det langt mere sandsynligt, at teknologien en dag kan blive en byggesten til systemer af kvantenetværk og til hardware inde selve kvantecomputeren.

”Vi er tidligt ude med den her forskning. Kvanteberegning og -kommunikation er stadig i en tidlig udviklingsfase, men med den hukommelse, som vi har opnået, kan man spekulere i, om kvantetrommen en dag vil bruges som en slags kvante-RAM, det vil sige en midlertidige hukommelse for kvanteinformation. Det ville være banebrydende,” siger professoren.