Ученым впервые удалось поймать молекулы в ловушку для выполнения квантовых операций
Выдающееся достижение продемонстрировала научная группа из Гарвардского университета, возглавляемая талантливым профессором химии и физики Кан-Куэн Ни. Исследователям удалось совершить настоящий прорыв — впервые в истории успешно зафиксировать и применить молекулы для осуществления квантовых операций. Это замечательное открытие расширяет горизонты использования молекулярных структур в сфере квантовых вычислений.
Исторически сложилось, что молекулы оставались за пределами квантовых вычислений по причине их комплексной внутренней организации и изменчивости. Если сравнивать с элементарными частицами — атомами или ионами, молекулы представляют значительную сложность в управлении, что существенно ограничивало их потенциал в роли кубитов — фундаментальных информационных элементов квантовых компьютеров.
Блестящее решение нашли исследователи, сумев зафиксировать молекулы натрий-цезия (NaCs) с помощью инновационной технологии оптических пинцетов. Эти специальные сфокусированные лазерные лучи понижают температуру молекул до сверхнизких значений. Благодаря этому удалось практически полностью остановить их перемещение и задействовать электрические взаимодействия для квантовых манипуляций.
Захватывающий эксперимент продемонстрировал возможность создания квантовой запутанности между двумя молекулами NaCs, формируя двухкубитное состояние Белла с впечатляющей точностью 94%. Успех был достигнут благодаря применению передового квантового логического элемента iSWAP, модифицирующего состояния кубитов.
Достигнутые квантовые состояния молекул открывают захватывающие перспективы в разработке молекулярных квантовых компьютеров. Такие инновационные системы смогут максимально эффективно использовать многогранную внутреннюю структуру молекул, обеспечивая невероятную скорость и точность обработки информации.
«Мы стоим на пороге революционных изменений в создании молекулярных платформ для квантовых вычислений», — с воодушевлением поделилась Энни Пак, соавтор исследования. Она подчеркнула, что особые характеристики молекул открывают впечатляющие возможности для развития квантовых технологий.
В ближайшей перспективе научный коллектив сосредоточится на совершенствовании устойчивости системы и расширении возможностей контроля над молекулами, что приблизит нас к практическому применению этой технологии.
Интересно отметить, что параллельно с этим исследованием ученые добились успеха в изучении квантовой связи между металлами и изоляторами, названной квантовой «пуповиной».
Источник: www.gazeta.ru
