Επανάσταση στην κβαντική έρευνα: Ηλεκτρικός έλεγχος μορίων!

Επανάσταση στην κβαντική έρευνα: Ηλεκτρικός έλεγχος μορίων!

Επί του παρόντος ανθίζουν συναρπαστικές εξελίξεις στον κόσμο της κβαντικής τεχνολογίας που όχι μόνο φέρνουν επανάσταση στον τομέα, αλλά και διευρύνουν σημαντικά τις δυνατότητες για το μέλλον. Μια νέα πρόοδος έρχεται από το Πανεπιστήμιο της Ιένας, όπου μια διεπιστημονική ομάδα με επικεφαλήςΚαθ. Δρ. Winfried Plassέχει παρουσιάσει πρωτοποριακά αποτελέσματα για τον έλεγχο των καταστάσεων μοριακής σπιν. Μεγαλόφωνος idw σε απευθείας σύνδεση Για πρώτη φορά, οι ερευνητές απέδειξαν την άμεση επίδραση των ηλεκτρικών πεδίων στην κατάσταση σπιν των μορίων. Αυτή η τεχνική θα μπορούσε να προωθήσει σημαντικά την ανάπτυξη μορίων ως qubits για κβαντικούς υπολογιστές.

Το σπιν, μια εγγενής γωνιακή ορμή ηλεκτρονίων, είναι ζωτικής σημασίας για την αποθήκευση πληροφοριών σε κβαντικούς υπολογιστές. Η ομάδα χημικών από τα πανεπιστήμια της Ιένας και της Φλωρεντίας χρησιμοποίησε συντονισμό σπιν ηλεκτρονίων (ESR) για να διερευνήσει τις επιδράσεις των ηλεκτρικών πεδίων στη σταθερά σύζευξης των σπιν. Συγκεκριμένα, θεωρήθηκε ένα τριπυρηνικό σύμπλεγμα χαλκού του οποίου οι περιστροφές τείνουν να ευθυγραμμίζονται αντιπαράλληλα. Ο συνδέτης - μια οργανική ένωση - παίζει κεντρικό ρόλο στη σύζευξη των περιστροφών.

Τεχνολογικές εξελίξεις στον κβαντικό υπολογισμό

Ενώ οι ερευνητές της Jena εξερευνούν το μοριακό επίπεδο, το έργο συνεχίζεται ΚΛΩΣΗ σε μια άλλη διάσταση. Πρόκειται για ένα φιλόδοξο έργο που πραγματοποιεί κβαντικούς καταχωρητές μέσω φωτονικών συζεύξεων μεταξύ οπτικών μικροσυντονιστών. Μια αξιοσημείωτη πρόοδος είναι η επιτυχής επίδειξη της εμπλοκής δύο κβαντικών καταχωρητών - ο καθένας περιέχει έξι qubits - σε απόσταση μεγαλύτερη από 20 μέτρα. Αυτό όχι μόνο δείχνει την επεκτασιμότητα αυτής της τεχνολογίας, αλλά και η σύνδεση με συμβατικά συστήματα υπολογιστών φαίνεται πιθανή.

Τα αποτελέσματα δείχνουν υψηλό μέσο όρο ποιότητας πάνω από 0,9 για τις εμπλεκόμενες καταστάσεις. Η τεχνολογία αναγνωρίστηκε επίσης ως ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές στην τεχνητή νοημοσύνη. Ο κβαντικός υπολογιστής που βασίζεται σε σπιν φωτόνια, ο οποίος λειτουργεί με 12 qubits, αποδίδει ποσοστό σφάλματος μικρότερο από 0,5% στην πύλη ενός qubit - μια αξιοσέβαστη τιμή σε σύγκριση με τα υπάρχοντα υπεραγώγιμα μοντέλα.

Το μέλλον των κβαντικών επεξεργαστών

Ο ΚΛΩΣΗ Το έργο έχει θέσει τον φιλόδοξο στόχο της ανάπτυξης ενός κβαντικού επεξεργαστή «κατασκευασμένου στη Γερμανία». Λέγεται ότι βασίζεται σε spin qubits σε συνθετικό διαμάντι και θα μπορούσε να επιτρέψει την πρόβλεψη προϊόντων πολύπλοκων κβαντικών χημικών αντιδράσεων. Η προγραμματισμένη επέκταση από 10 qubits σε 100 qubits και περισσότερα δείχνει τη φιλοδοξία να ωθήσουμε περαιτέρω τα όρια του κβαντικού υπολογισμού.

Ένα εντυπωσιακό πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η χαμηλή απαίτηση ψύξης, η οποία της επιτρέπει να βρίσκεται κοντά στα κλασικά συστήματα υπολογιστών και έτσι διευκολύνει την ενσωμάτωση σε υπάρχουσες τεχνολογίες. Ως μέρος του έργου, τα συμμετέχοντα ιδρύματα - συμπεριλαμβανομένων έξι πανεπιστημίων, δύο μη κερδοσκοπικών ερευνητικών ιδρυμάτων και πέντε βιομηχανικών εταιρειών - σχεδιάζουν μια προανταγωνιστική ανάπτυξη που επηρεάζει όχι μόνο το υλικό, αλλά και το υλικολογισμικό και το λογισμικό.

Με όλες αυτές τις καινοτόμες προσεγγίσεις, η περιοχή όχι μόνο βρίσκεται σε καλό δρόμο για να διαδραματίσει ηγετικό ρόλο στον τομέα της κβαντικής τεχνολογίας. Υπάρχουν πολλά υποσχόμενες ευκαιρίες στον αέρα που περιμένουν να αξιοποιηθούν. Μια ματιά στο μέλλον δείχνει ότι έρχονται πολλά περισσότερα!