חוקרים מהמחלקה לפיזיקה באוניברסיטת בן-גוריון בנגב ואוניברסיטת סארי באנגליה תכננו התקן חדש המאפשר שמירה ועיבוד של מידע קוונטי באופן יעיל בהרבה מהתקנים קיימים. ההתקן משלב חלקיקים ייחודיים המכונים חלקיקי מיורנה. חלקיקים אלה, שאת קיומם חזה הפיזיקאי האיטלקי אטורה מיורנה (1938-1906), מיוחדים בכך שהם האנטי-חלקיקים של עצמם. אנטי-חלקיק הוא בן זוג של חלקיק מסוים, כאשר שני החלקיקים דומים בתכונותיהם (למשל מָסתם) אך מטענם החשמלי הפוך; למשל, האנטי-חלקיק של האלקטרון (שמטענו כידוע שלילי) הוא הפוזיטרון, שמסתו זהה לזו האלקטרון, אך מטענו חיובי. חלקיקי מיורנה – האנטי-חלקיקים על עצמם – הם חסרי מטען חשמלי, ורמזים ראשונים לקיומם הודגמו בניסוי רק לאחרונה. תכונותיהם הייחודיות מעוררות עניין רב בקרב פיזיקאים, וההתקן המתבסס עליהם יוכל לשפר משמעותית מחשב קוונטי עתידני. מסקנותיהם של החוקרים פורסמו בכתב העת היוקרתי Nature Communications. מחשוב קוונטי משתמש בחוקי המכניקה הקוונטית על מנת לבצע חישובים מסובכים באופן מקבילי (כלומר בו-זמני), עם כוח חישוב גדול בהרבה ממחשבים קיימים. עם זאת, הפיתוח של מחשבים קוונטיים נמצא עדיין בחיתוליו כיוון שחוקרים נאבקים למצוא דרך יעילה להגדיל את כוח החישוב של מערכות אלה, שנמדד בקיוביטים, יחידות המידע הקוונטי הבסיסיות. יחידת המידע המסורתית המשמשת במחשבים הרגילים, הביט (סיבית), עשויה לקבל אחד משני ערכים בלבד – 0 (היעדר זרם) או 1 (קיום זרם) – ולכן יכולה לשמש לביצוע פעולה אחת בלבד בכל פעם. לעומת זאת הקיוביט, יחידת המידע הקוונטית הבסיסית, יכול לקבל לא רק את המצבים 0 או 1 אלא גם להיות בסופרפוזיציה (מעין קיום בו-זמני) של מצבים, ומאפשר לפיכך ביצוע בו-זמני של כמה פעולות. שיטות קודמות שהוצעו למצוא חלקיקי מיורנה הן מאוד מבטיחות אך טרם נמצאה דרך ברורה וחד משמעית לגלות את קיומם בניסוי. כאמור, הבנת חלקיקים אלו וניצולם בצורה נכונה עשויים להשפיע על המחקר הקיים בצורה משמעותית. כעת, ד"ר ערן גינוסר מאוניברסיטת סארי באנגליה וד"ר איתן גרוספלד מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב גילו דרך להשתמש בתכונות של חלקיקי מיורנה, כך שמתאפשרת שליטה מלאה על עוצמת הצימוד של הקיוביט לאור: כאשר הצימוד חזק, האור משפיע על מצב הקיוביט ואפשר להשתמש בו כדי לבנות את הסופרפוזיציה הרצויה; כאשר הצימוד חלש ניתן לבודד את הקיוביט מההשפעות המזיקות של סביבתו. שליטה זו מאפשרת לא רק עיבוד יעיל יותר של מידע קוונטי, אלא גם חושפת התנהגות ייחודית ומרתקת של חלקיקי המיורנה בנוכחות אור. כדי לוודא את קיומם של חלקיקי מיורנה, החוקרים מציעים ניסוי שעשוי להפיק יותר מידע על סוגיה זו מכל ניסוי שבוצע בעבר. הצעתם היא להשתמש בפוטונים (חלקיקי האור) ומעגלים מוליכי-על על מנת למדוד ננו-חוטים מוליכים למחצה, שבהם חלקיקי מיורנה אמורים להתקיים תחת תנאים מבוקרים מסוימים. אם החלקיקים קיימים, הם יתגלו על ידי תבנית מסוימת במדידה ספקטרוסקופית (מדידת תדרי אור) של ההתקן. המסקנה המרכזית של החוקרים היא ששילוב חלקיקי מיורנה בתוך ננו-מעגלים קוונטיים עשוי להוביל ליצירת דור חדש של קיוביטים משופרים עבור המחשבים הקוונטיים של העתיד. המחשב הקוונטי החזק ביותר הקיים כעת הוא בעל כוח חישוב של שמונה קיוביטים, המאפשר ביצוע שתיים בחזקת שמונה (256) פעולות במקביל. כאשר חלקיקי מיורנה יתגלו, החוקרים מאמינים שאפשר יהיה להשתמש בהם לייצור קיוביטים מורכבים במיוחד המכונים "קיוביטים טופולוגיים" – קיוביטים שהמידע שהם מקודדים מוגן מהשפעות הסביבה – ובכך לפרוץ את המגבלות הקיימות על בניית מחשב קוונטי עם קיוביטים רבים. מחשב קוונטי מסוגל לשבור את כל מנגנוני ההצפנה הקיימים, לפתור בעיות מתמטיות סבוכות ולאפשר סימולציה של חומרים מתקדמים. בניית מחשב קוונטי היא אחת המטרות המרכזיות של המחקר העכשווי בפיזיקה של תורת הקוונטים.