Ett forskarlag har lagrat ett sammanflätat kvanttillstånd i atomkärnor inne i kiselkarbid vid rumstemperatur. Genom att flytta information från ett elektronspinn till kärnspinn förlängdes sammanflätningens livslängd med en faktor 240 i den undersökta uppställningen.
Kvantinformation är känslig för störningar i omgivningen. Det gör minnen som kan hålla kvar ett tillstånd till en central del av framtida kvantnät och kvantsensorer. Många experiment kräver kraftig kylning. Därför är försök vid rumstemperatur intressanta, även när de fortfarande befinner sig på laboratoriestadiet.
Forskarna vid University of Science and Technology of China använde en färgdefekt i en kiselkarbidkristall. I den publicerade studien i Physical Review Letters beskrivs ett register med tre kvantbitar: en elektron som kan bearbeta tillståndet och två närliggande atomkärnor av kisel-29 som används som minne.
Flyttade tillståndet till ett mer långlivat minne
Teamet skapade först sammanflätning mellan elektron och kärnspinn och använde sedan ett så kallat swap-protokoll för att föra över kvantinformationen. De rapporterade en överföringstillförlitlighet på 92,5 procent med en osäkerhet på 2,5 procent. Ett sammanflätat tillstånd mellan två kärnspinn uppmättes också med 94 procents tillförlitlighet, med två procents osäkerhet.
Att livslängden ökade 240 gånger är en jämförelse inom detta experiment. Siffran säger inte att varje kvantdator nu har fått ett 240 gånger bättre minne. Resultatet visar att kärnspinn i den aktuella kiselkarbiden kan fungera som en betydligt mer uthållig plats för information än den ursprungliga elektronbaserade lagringen.
Sammanflätning innebär att kvantsystemens tillstånd är kopplade på ett sätt som inte kan beskrivas fullt ut som två oberoende klassiska objekt. Det räcker inte att mäta ett enskilt långtidsminne för att visa att sådan koppling överlevde. I försöket skapade och karakteriserade teamet flera typer av sammanflätade tillstånd, inklusive ett så kallat Bell-tillstånd mellan kärnspinn. Därför gäller resultatet bevarad sammanflätning, inte enbart att en elektron eller atomkärna höll en viss riktning.
Lovande material, men begränsad demonstration
Forskarna undersökte även en kombination av kisel-29 och kol-13 samt 200 enskilda färgdefekter. De rapporterar att användbara register med flera kärnspinn förekom naturligt i mer än tio procent av de studerade defekterna. Det är relevant för möjligheten att hitta fler lämpliga enheter i samma material.
Experimentet är ändå en liten, kontrollerad kvantenhet. För verkliga tillämpningar behöver många sådana minnen tillverkas, adresseras och kopplas ihop med hög precision. Studien publicerades den 4 september 2026 och resultaten finns även i forskarnas öppna manuskript. Läs fler nyheter inom fysik och vår guide till vetenskapliga studier.
Källunderlag: Den sakkunniggranskade artikeln i Physical Review Letters och forskarnas manuskript. Bild: AI-genererad redaktionell illustration, inte mikroskopbild.