Proboj u kvantnom računarstvu! Postignuta stabilnost kubita na sobnoj temperaturi

Foto: Shutterstock.com

U izuzetnom napretku za svet kvantne nauke, grupa istraživača sa Univerziteta Kyushu, predvođena docentom Nobuhirom Janaijem, u saradnji sa profesorom Jasuhirom Koborijem sa Univerziteta Kobe, objavila je u časopisu Science Advances da je uspela da ostvari kvantnu koherentnost na sobnoj temperaturi.

Ovaj uspeh omogućava kvantnim sistemima da zadrže precizno definisano stanje tokom vremena, bez uticaja spoljnih smetnji, što predstavlja ključni korak ka praktičnoj primeni kvantnih tehnologija.

Preporučujemo

Ključna inovacija koja je omogućila ovaj uspeh je korišćenje hromofora, molekula koji apsorbuje svetlost i emituje boju, integrisanih u metal-organski okvir (MOF) - nanoporozni kristalini materijal sastavljen od metalnih jona i organskih liganda. Ova tehnika ne samo da obećava napredak u kvantnom računarstvu, već i u kvantnim senzorskim tehnologijama, koje koriste kvantno-mehanička svojstva za detekciju sa većom preciznošću i osetljivošću od tradicionalnih metoda.

U srži ovog dostignuća je sposobnost manipulacije sa elektronskim spinom - kvantnom osobinom povezanom sa magnetskim momentom čestice. Elektroni mogu imati dva stanja spina: "spin up" i "spin down", a kubiti bazirani na spinu mogu postojati u kombinaciji ovih stanja.

Ključna novina istraživačkog tima je uspešno entangliranje četiri elektrona unutar MOF-a, postižući tako kvantnu koherentnost na sobnoj temperaturi, što do sada nije bilo moguće.

MOF struktura omogućila je pentacenskim jedinicama (poliaromatični ugljovodonik sastavljen od pet spojenih benzenskih prstenova) da pređu iz tripletnog u kvintet stanje, dok istovremeno suzbija molekularno kretanje na sobnoj temperaturi. To je rezultiralo očuvanjem kvantne koherentnosti kvintet multiexciton stanja duže od 100 nanosekundi, što predstavlja prvi put da je takva koherentnost ostvarena na sobnoj temperaturi.

Ovo otkriće ne samo da ilustruje potencijal za stvaranje višestrukih kubita na sobnoj temperaturi, već i otvara put ka budućnosti kvantnog računarstva zasnovanog na molekulama, sa mogućnostima za razvoj naprednih kvantnih senzora. Istraživači naglašavaju potencijal daljeg razvoja ovog pristupa, sugerirajući da bi budući rad na proučavanju gostujućih molekula i MOF struktura mogao dovesti do još efikasnije generacije kubita.

(Telegraf.rs)