Квантовая физикаКомпьютеры и нейросети

Впервые стабильный кубит для квантовых компьютеров получен при комнатной температуре

Этот прорыв является важным шагом вперед в развитии технологии квантовых компьютеров.

Исследователям удалось достичь квантовой когерентности при комнатной температуре – это способность квантовой системы поддерживать четко определенное состояние, не подвергаясь влиянию внешних возмущений. Этот прорыв является важным шагом вперед в развитии квантовых компьютеров. С ними легче работать, если не придется охлаждать их до невероятно низких температур.

Фундаментальной единицей информации квантовых компьютеров являются кубиты. Они, как правило, состоят из нескольких частиц, запутанных в определенном состоянии.

Это означает, что независимо от расстояния, на котором они находятся, любое взаимодействие с одной из частиц влияет на все частицы. Это чрезвычайно полезно для вычислительной стороны, но запутанное состояние очень нестабильно.

В новой работе ученые достигли запутанного квинтетного состояния электронов. Им удалось создать его, используя хромофор — молекулу красителя, которая поглощает свет и излучает определенную длину волны (или цвет), что делает ее идеальной для возбуждения электронов определенным образом, чтобы добраться до синглета.

Но одного этого недостаточно. Хромофор был встроен в металлоорганический каркас (MOF, metal-organic framework), представляющий собой нанопористый кристаллический материал.

MOF не только был выбран для накопления большого количества хромофоров, но и для ограничения их угла движения. Они способны двигаться настолько, что, излучая цвет, возбуждают электроны в квинтетном состоянии, но ограничения движения подавляют тряску, которая привела бы к разрушению состояния.

«Это первая квантовая когерентность запутанных квинтетов при комнатной температуре», — сказал в своем заявлении соавтор работы, профессор Ясухиро Кобори из Университета Кобе.

Команда ученых смогла использовать микроволновый свет, чтобы проверить состояние системы, показав, что она оставалась в квантовой когерентности более 100 наносекунд. Это крошечная доля секунды, но она показывает, что квантовая когерентность достижима при комнатной температуре.

«В будущем можно будет более эффективно генерировать кубиты с квинтетным мультиэкситонным состоянием, ища молекулы-гости, которые могут вызывать больше таких подавленных движений, и разрабатывая подходящие структуры MOF», — предполагает старший автор, доцент Нобухиро Янай из Университета Кюсю.

«Это может открыть двери для молекулярных квантовых вычислений при комнатной температуре, основанных на множественном управлении квантовыми вентилями и квантовом распознавании различных целевых соединений».

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Дополнительно
Science Advances
Показать больше
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Back to top button