Kvantdatorer är otroligt snabba datorer som kan lösa extremt komplicerade uppgifter som revolutionerar möjligheterna för tillämpningar. Så ser drömmen ut. Men det finns en del tuffa hinder på vägen. Ett av dem är transistorerna, system som processar the signaler.
I dagens datorer är signalerna en elektrisk ström. För en kvantdator kan signalen vara optisk, och bara använda en enda foton, ljusets minsta komponent.
– För att det ska fungera måste fotoner mötas och ”prata”, men fotoner samverkar väldigt sällan, säger Anders Søndberg Sørensen, kvantfysier vid Niels Bohr-institutet vid Köpenhamns Universitet, till physorg.com.
Tvärt emot hur det kan verka när lasersvärden korsas i Star Wars, så går två ljusstrålar rakt igenom varandra när de möts, linjär optik. Men Anders Søndberg Sørensen ville skapa ickelinjär optik, så fotoner kolliderar och interagerar med varandra. Han har utvecklat en teori för hur man ska kunna kontrollera enskilda fotoner.
Anders Søndberg Sørensen vill använda en atom som medium. Den kan bara absorbera en foton. Men om man skickar två fotoner mot atomen kommer de att krocka på den. Men atomen är inte heller så stor, så den är också svår att pricka. Så fotonerna måste fokuseras väldigt exakt. Och forskare har tidigare upptäckt att mikrovågor kan fokuseras på en atom med en supraledande nanotråd. Kanske något liknande kunde åstadkommas med ljus?
Den teoretiska modellen visar att det går. Atomen läggs nära nanotråden. Två fotoner skickas mot atomen och när de träffar lämnas information över. Informationen sänds i bitar, ettor eller nollor. Ordningen på siffrorna skapar ett meddelande. Redan nu skickas bitar med miljoner fotoner via fiberkablar. Inom kvantoptiken är varje bit bara en foton. När den fått sitt meddelande fortsätter den sin väg.
Och ytterligare ett litet steg är taget mot fotontransistorer för kvantdatorn.