Ученые Гарвардского университета сделали значительный шаг вперед в квантовых вычислениях, впервые применив молекулы для выполнения квантовых действий. Хотя молекулы имеют потенциал для ускорения экспериментальных технологий, ранее их сложная структура считалась слишком трудноуправляемой.
Команда исследователей достигла успеха, используя сверххолодные полярные молекулы в роли кубитов — основных носителей информации в квантовых вычислениях. Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature, открывает новые перспективы для использования сложных молекулярных структур в будущих приложениях.
«Мы пытались достичь этой цели на протяжении 20 лет», — подчеркнула старший соавтор исследования Кан-Куэн Ни, профессор химии и физики по имени Теодора Уильяма Ричардса.
Исследователи добились успеха при помощи молекул натрия-цезия (NaCs), удерживаемых в стабильной и сверххолодной обстановке при помощи оптических ловушек. Электрические диполь-дипольные взаимодействия между молекулами служили для осуществления квантовых операций. С точностью 94% они создали запутанное состояние, известное как двухкубитное состояние Белла, внимательно регулируя взаимное вращение молекул.
«Наша работа является важным достижением в технологиях захвата молекул и последним необходимым элементом в создании молекулярного квантового компьютера», — отметила соавтор исследования Энни Парк.
С 1990-х годов ученые стремились использовать молекулярные системы в квантовых вычислениях. Первоначальные эксперименты показали обнадеживающие результаты, однако молекулы оказались нестабильными из-за их непредсказуемого поведения. Проблему удалось решить благодаря помещению молекул в сверххолодную среду, что позволило контролировать их сложные внутренние структуры.
Источник: iXBT
