Великий крок уперед. Квантовий комп’ютер уперше перетворив молекули на кубіти

Учені домоглися нового прориву в технології квантових комп’ютерів (Фото:user965874/Depositphotos)

Дослідники домоглися прориву, використовуючи молекули як кубіти, якими керують лазерні оптичні пінцети.

Два незалежні наукові колективи представили свої результати у статті, опублікованій у журналі Science 7 грудня. Експерименти з парою молекул монофториду кальцію призвели до явища, званого заплутуванням, що суттєво для квантових обчислень.

Цей значущий крок уперед відкриває нові перспективи в галузі створення квантових комп’ютерів на основі молекул, на відміну від традиційних платформ, що використовують атоми або іони. Молекули надають нові можливості для кодування квантової інформації та її взаємодії.

В експериментах використовували оптичні пінцети, сфокусовані лазерні промені, щоб вловлювати й охолоджувати молекули монофториду кальцію до температури всього кілька мікрокельвінів вище абсолютного нуля. У цьому стані молекули були практично нерухомими, і їхнє обертання могло бути зупинено або змінено лише на один квант кутового моменту.

Використовуючи це, дослідники кодували стани «0» і «1», використовуючи обертання і не обертання молекул відповідно. Це явище заплутування молекул дає змогу створити колективну квантову систему, необхідну для виконання алгоритмів у квантових комп’ютерах.

Хоча молекулярні квантові комп’ютери можуть бути повільнішими в більшості додатків порівняно з іншими платформами, вони відкривають нові горизонти в галузі обробки квантової інформації. Цей метод може стати ключовим для квантового моделювання складних матеріалів або фундаментальних сил фізики.

Експерти зазначають, що цей прогрес може також призвести до використання захоплених молекул для високоточних вимірювань, розширюючи можливості виявлення нових елементарних частинок. Результати роботи підкреслюють стрімкий розвиток галузі квантових обчислень і відкривають двері для конкурентоспроможних платформ, здатних до квантового моделювання.