Вы уже слышали о таком явлении как отдельные спутанные молекулы? Это новое слово в квантовой механике, которое открывает широкие горизонты для развития суперкомпьютеров и передовых технологий. Сегодня поговорим о перспективах этого направления, а также покажем принципы работы спутанных молекул.
Кто открыл принцип спутанных молекул
Первое лабораторное подтверждение пришло из университета Принстона. Местные физики смогли показать уже известный квантовый эффект на принципиально другом уровне. Они увидели запутанность на уровне молекул.
Необходимо уточнить, что сама по себе квантовая запутанность — это далеко не новость и не открытие. Его суть заключается в том, что мельчайшие частицы (либо группа частиц) тесно связаны между собой. Если одна из них меняет своё состояние, то и вторая также изменяет его. При этом расстояние между частицами не берётся в учёт. Оно может быть разным.
Принцип квантовой запутанности не согласовался с классической теорией Эйнштейна. Последний начисто отрицал существование подобных принципов. Однако сегодня мы можем с уверенностью заявить, что он существует. И теперь его можно «разглядеть» на молекулярном уровне.
Новость об открытии молекулярной запутанности впервые была опубликована в научном издании Science. Важность данного открытия подтвердил Лоуренс Чук из университета Принстона. Всё научное сообщество сошлось во мнении, что это открытие даёт нам новые возможности в создании сверхмощных компьютеров будущего.
К чему нас это приведет
Для начала нужно объяснить, каким образом информация считывается в квантовом компьютере. Для вычислений используют атомы вещества. У них довольно простая структура. Из этого следует низкая способность для хранения информации. По сути, это как 0 и 1 в цифровом виде. Два состояния, которые могут зашифровать ограниченное количество информации.
У молекулярной запутанности гораздо больше возможностей. В частности, сами молекулы могут:
- вибрировать;
- вращаться в разные стороны;
В этом случае мы получаем большее количество вариантов для кодирования. Если говорить о последних квантовых компьютерах, где используют кубиты, то мы получим систему, состоящую из двух суперпозиций |0⟩ и |1⟩. Это стандартное обозначение для подобных систем.
Если мы говорим о потенциальных квантовых компьютерах, основанных на принципах молекулярной запутанности, то у нас получается три суперпозиции ортогональных квантовых состояний:
- |0⟩;
- |1⟩;
- |2⟩.
Таким образом можно оперировать большими объёмами информации. Сам компьютер становится на порядок быстрее и продуктивней. Он может считать большее количество операций за одну и ту же единицу времени.
Конечно, для управления молекул потребуется новые инструменты и дополнительные исследования. Сегодня учёные используют так называемый «оптический пинцет». Они захватывают молекулы при помощи фокусированного лазерного луча. Таким образом контролируют силу давления при помощи света. С помощью позиционирования, интенсивности и фокусировки достигается точное позиционирование молекулы в пространстве.
Заключение
Конечно, пока рано говорить о полноценном внедрении квантовых компьютеров, основанных на молекулярной запутанности. Сейчас люди ещё не научились делать вычислительные машины, основанные на классических квантовых эффектах. Есть только робкие попытки воссоздать процесс в лабораторных условиях. Но прогресс не стоит на месте. Возможно, уже через 15-20 лет мы увидим, на что способен новый процессор, который работает на молекулярной запутанности.
Сделайте свой маленький вклад в научное просвещение граждан, поставьте палец вверх👍 и подпишитесь на наш канал.
