Superpositsiooni toatemperatuuril säilitamises löödi uus rekord
 Rahvusvaheline töörühm demonstreerib ajakirjas Science ilmunud töös, et ülipuhtasse ränikristalli viidud kvantbittidena käituvad fosfori ioonid püsivad isegi toatemperatuuril superpositsioonis vähemalt 39 minutit. Lahendusel on potentsiaali muuta kvantmäluseadmete loomine piisavalt hõlpsaks, et neid kvantarvutites kasutada saaks.   Argielus kohatavates arvutites talletatakse andmeid binaarkoodi reana. Igal andmekillul saab olla üks kahest võimalikust väärtusest – 1 või 0. Sarnaselt omavad ka puhtas kvantolekus olevad osakesed ühte kindlat energeetilist väärtust. Kuid puhtad kvantolekud moodustavad kvantmehaanikast vaid osa. Osakesed saavad korraga olla rohkem kui ühes olekus ehk viibida superpositsioonis.   Matemaatiliselt pole selles midagi kummalist. Ruumis osakese jaotust kirjeldavaid tõenäosuslaineid on võimalik liita. Nii tekibki sama kahes erinevas energeetilises olekus oleva osakese lainefunktsiooni liitmisel nende superpositsioon. Omadus võimaldab sama osakesega teha korraga mitmeid arvutusi ja vähendada lahenduseni jõudmiseks tehtavate sammude hulka. Mitmeid superpositsioonis viibivaid osakesi ehk kvantbitte kasutades on võimalik töödeldavate andmehulkade suurust eksponentsiaalselt kasvatada.   Tavaliselt kasutatakse kvantbittidena aatomite väliskihi elektronide spinni, millel on kaks võimalikku suunda – üles või alla ehk 1 või 0. Erineva spinniga elektronid on erinevas energeetilises olekus. Spinni suunda on võimalik muuta elektroni väga kindla sagedusega mikrolainetega teatud aja pommitades. Elektronide elektromagnetlainetega mõjutamist on võimalik igal hetkel lõpetada. Selle tulemusena saab need viia superpositsiooni, mis kukub kokku alles mõõtmise tegemisel ehk spinni leidmisel.   Paraku kahvatub spinni muutmiseks vajalik energia toatemperatuuril aatomi enda soojusliku energia kõrval, misläbi muutub spinni suund juhuslikult. Seega nõuab elektronidest kvantbittidega arvutuste tegemine absoluutse nulli lähedast temperatuuri, mis oleks argirakendusteks ebapraktiline. Üks lahendus on aatomituumade enda spinni kasutamine. Ainsa vahega tuleb spinni suuna mõjutamiseks kasutada raadiolaineid. Tuhandeid kordi nõrgema magnetilisuse tõttu on see keskkonnamõjutuste eest paremini kaitstud.   Ent sellegipoolest on seni suudetud tahkises superpositsiooni toatemperatuuril säilitada ainult kuni 25 sekundit. Mike Thelwalt kahtlustas kolleegidega, et superpositsioonis veedetud aega lühendab fosfori enda elektronidest tingitud müra. Seega kasutas ta enne aatomituumade superpositsiooni viimist elektronide eemaldamiseks laserimpulssi. Tulemusena suudeti 37% ioonidest absoluutse nulli lähedasel temperatuuril soovitud seisundis hoida rohkem kui kolm tundi. Toatemperatuuril kujunes mälu elueaks 39 minutit, mille vältel saaks teha rohkem kui kaks miljonit kvantarvutust. Spinni suuna muutmiseks kulub keskmiselt 10 mikrosekundit.   Siiski piirab lähenemisviisi laiemat rakendamist hetkel mitu tegurit. Kvantbittide eluiga oleks oluliselt lühendanud ka ränikristallides leiduvad defektid, nagu nullist erineva tuuma spinniga räni isotoobid. Samuti viidi kõik kvantbitid täpselt samasse kvantolekusse, mis osutuks aga reaalsete arvutuste tegemisel kasutuks. Seega on vaja leida viis üksikute kvantbittide spinni muutmiseks. Samuti tuleb loogikaväravate ehitamiseks leida võimalus, kuidas kaks iooni üksteisega suhtlema panna.   Töörühma uurimus ilmus ajakirjas Science. Toimetas Jaan-Juhan Oidermaa 
