Исследователи из Гарвардского университета сделали важный шаг в квантовых вычислениях, впервые успешно использовав молекулы для выполнения квантовых операций.
Этот успех стал возможен благодаря использованию сверххолодных молекул, которые ранее считались слишком нестабильными для таких задач.
Как оптические пинцеты помогли молекулы стать частью квантовых технологий
Для квантовых вычислений используется особая единица информации — кубит. Кубит может находиться не только в одном из двух состояний, как обычный бит (0 или 1), но и в их комбинации, благодаря чему квантовые компьютеры могут выполнять гораздо более сложные задачи. Сложность молекул в их структуре и движении долгое время делала их неудобными для применения в таких вычислениях. Но команда ученых смогла использовать их в качестве кубитов, что открывает новые горизонты для квантовых технологий.
Исследователи начали с того, что захватили молекулы натрия-цезия (NaCs) с помощью оптических пинцетов, устройства, которое использует свет для контроля положения молекул. Поместив молекулы в сверххолодную среду, ученые смогли стабилизировать их и контролировать их внутреннее движение. Это дало возможность использовать молекулы для выполнения квантовых операций, основанных на электрических диполь-дипольных взаимодействиях.
Секрет молекул: от нестабильности к прорыву в вычислениях
Одним из главных достижений стало создание запутанного двухкубитного состояния Белла с точностью 94%. Это состояние является основой для дальнейших квантовых вычислений, и его успешное создание с использованием молекул — прорыв в области квантовых технологий. Ранее молекулы считались слишком сложными и нестабильными для использования в квантовых системах, но этот успех демонстрирует, что их сложность можно контролировать и использовать в расчетах.
Это открытие стало важным шагом к созданию молекулярных квантовых компьютеров. Исследователи надеются, что их работа станет основой для будущих достижений в квантовых вычислениях, используя молекулы как фундаментальные элементы вычислений.