Лента TH Новости Глобальные вызовы


Ультрахолодные молекулы дополнили и улучшили квантовые вычисления

∴ 161

Квантовые компьютеры работают на сверхнизких температурах, что позволяет им достигать невероятной скорости в вычислениях. Ученые MIT обнаружили, что связки сверх-охлажденных молекул могут использоваться как надежное хранилище памяти.

647

Соединения двухатомных молекул (из натрия и калия) были охлаждены до температуры всего в несколько десятков миллионных частей градуса, выше абсолютного нуля (измеряется в сотнях нанокельвинов или nK). На данный момент, ученые изучают разные подходы по созданию кубитов, базовых строительных блоков квантовых компьютеров. Исследователи пытались использовать сверхпроводящие материалы, ионы, удерживаемые в ионных ловушках, или отдельные нейтральные атомы, а также молекулы различной сложности. В новом подходе используется кластер из очень простых молекул, состоящий из двух атомов.

Молекулы имеют больше «ручек», чем атомы. Они могут вибрировать, они могут вращаться, и на самом деле они могут сильно взаимодействовать друг с другом. Мы считаем, что использование молекул, это гораздо лучшая идея, чем использование атомов.Мартин Цверлейн, профессор физики Массачусетского технологического института.

Использование такого рода двухатомных молекул для квантовой обработки информации было предложено еще давно и описано в теории. Эта работа демонстрирует первый экспериментальный шаг к реализации этой новой платформы, которая заключается в том, что квантовая информация может храниться в диполярных молекулах и на протяжении долгого времени.Джи Ву Парк, бывший аспирант Массачусетского технологического института.

Самое удивительное, что [эти] молекулы — это система, которая может позволить реализовать как хранение, так и обработку квантовой информации, используя ту же физическую систему. На самом деле это довольно редкая особенность, которая вообще не типична среди систем кубитов, которые в настоящее время рассматриваются сегодня.Себастьян Уилл, бывший ученый-исследователь в Массачусетском технологическом институте, а теперь – доцент Колумбийского университета.

В первоначальных лабораторных тестах, проведенных в лаборатории, несколько тысяч простых молекул содержались в микроскопическом слое газа, улавливаемом на пересечении двух лазерных лучей и охлаждавшимся до ультрахолодных температур около 300 нанокельвинов.

Молекулы имеют три ключевые характеристики: вращение, вибрацию и направление вращения ядер двух отдельных атомов. Для этих экспериментов исследователи получили молекулы под полным контролем всех трех характеристик, то есть в самом низком состоянии вибрации, вращения и выравнивания ядерного спина.

В итоге система продемонстрировала работоспособность в расчете последовательных задач. Однако, остается проверить ее в работе над параллельными вычислениями. Ученые же считают, что тестирование прошло успешно и продолжают работать над масштабированием процесса.

Филипп Дончев