Ioni berilija, održani na vrlo hladnoj tempraturi, mogu pohraniti i prenositi informacije, približavajući tako korak bliže realnosti moćne kvantne kompjutere. Znanstvenici su udružili sve sastojke neophodne za djelotvorni kvantni kompjuter i otkrili da pojedini dijelovi mogu pouzdano funkcionirati, objavljeno je online u časopisu Science.
Kvantni kompjuteri imaju potencijal znatno bržih operacija od konvencionalnih kompjutera, što ih čini vrlo poželjnima za – recimo – razbijanje šifri. U tradicionalnim kompjuterima, svaki bit informacije pohranjen je kao 0 ili 1, odnosno DA ili NE. No, kvantni bitovi iskorištavaju neobičnu značajku nazvanu superpozicija, što znači da svaki bit može istodobno držati i 0 i 1. Superpozicija, dakle, kvantnim kompjuterima daje daleko veću brzinu obrade informacija.
U novoj studiji, dva iona berilija služila su kao kvantni bitovi, održavajući informaciju unutar vlastitog stanja spina. Magnetska polja pomicala su ione na različita mjesta unutar vakuuma, gdje su kratkotrajni impulsi laserskih zraka izvodili na njima niz logičkih operacija. Recimo, ako je jedan ion bio u stanju 0, onda bi lasersku impuls pretvorio drugog u stanje 1. Jedan od autora studije, Jonathan Home, iz laboratorija Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju, u Boulderu, u Coloradu, kaže da su u svakoj seriji ioni berilija uspješno izveli pet takvih logičkih operacija. Uz to, ioni su se pomakli gotovo za milimetar izvodeći svaku seriju operacija što je neophodan uvjet za izgradnju kvantnog kompjutera.
No, da bi ioni ostali dovoljno stabilni da djeluju u kvantnim kompjuterima, treba ih držati u hladnom. Laseri koji izvode logičke operacije zagrijavaju ione čime bude izgubljena krhka informacija pohranjena u spinu iona. Raniji pokušaji obrade kvantnih informacija propadali su upravo iz tog razloga, kaže Home. Rješenje problema on i njegovi kolege su našli u dodavanju mini-frižidera svakom ionu berilija. Kao majušan – a i prijenosan! - hladnjak služili su ioni magnezija. Kad bi se ioni ugrijali, laseri bi ohladili ion magnezija, a on bi onda ohladio ion berilija.