量子绸缪身手初度使用单个分子四肢量子位

新闻ˌ音信 2023年12月7日 量子绸缪身手初度使用单个分子四肢量子位 基于使用“光镊”摆布的分子的平台可能八成履行复杂的物理绸缪。 大卫·卡斯特尔韦奇

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量子纠缠(插图)是撑抓量子绸缪时代的效应之一。签字:彼得·尤里克/阿拉米 物理学家仍是朝着用被称为光镊的激光设立拿获的单个分子构建量子绸缪机迈出了第一步。两个团队在12月7日的《科学》杂志上敷陈了他们的摈弃，在这两种情况下，皆使成对的一氟化钙分子互相作用，从而使它们纠缠在一谈——这对量子绸缪来说是一个至关进军的影响。 科罗拉多州玻尔得大学的物理学家亚当·坎夫曼说，这两篇论文组成了一个“里程碑式的摈弃”。"这为诈欺纠缠态增强分子钳阵列的潜在应用掀开了大门." 20世纪90年代末，量子绸缪基答允趣的一些初步演示使用了核磁共振机内溶液中的多量分子。从那以后，磋议东谈主员开辟了多样其他的量子绸缪平台，包括超导电路和真空中的单个离子。这些物体中的每一个皆被用作量子信息的基本单元，或量子位——经典绸缪机中比特的量子等价物。 在往常的几年中，另一个强有劲的竞争者出现了，其中量子位由中性原子组成——与离子违反——用高度聚焦的激光束“镊子”拿获。 当今，两个零丁的团队仍是在使用分子代替原子的身手上获得了初步发达。其中一篇论文的合著者、新泽西州普林斯顿大学的物理学家Lawrence Cheuk说:“分子有更多的复杂性，这意味着它们提供了编码量子信息的新身手，也提供了它们互相作用的新身手。”。"这为解决量子信息提供了前所未有的身手." 超过酷的分子 这两项磋议皆使用了光镊阵列，每个光镊中拿获一个分子。通过激光时代，他们将分子冷却到几十微开尔文的温度，仅失色满零度高百万分之一度。在这种气象下，分子险些完全静止。他们的旋转不错罢手，或者他们不错只以一个量子的旋动弹量旋转，称为ħ——他们可能领有的最小旋转速率。两个团队皆使用非旋转分子来代表量子位的“0”气象，旋转分子来代表“1”。 一氟化钙是高度极性的——其电子捎带的负电荷聚积到氟原子上，使分子的钙端带净正电荷。磋议东谈主员不错通过“嗅觉”相互的正负极来诱使两个一氟化钙分子互相作用。“分子的偶极互相作用给了咱们一个独特的调谐钮，”马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的物理学家约翰·多伊尔说，他是另一篇论文的合著者。 通过这种表情，该团队八成讲明分子变得纠缠在一谈，这意味着它们造成了一个集体量子系统。这是量子绸缪机开动算法所需要的。 磋议东谈主员说，关于大多数应用来说，分子量子绸缪机将比使用其他类型量子位的绸缪机慢。然而分子不错是一个当然环境，在其中使用“量子”来摆布量子信息，量子有三种可能的气象:1、0和+1。Qutrits不错提供一种身手来对复杂材料或基本物理力进行量子模拟。 谈尔补充说，这些发达也有助于使用拿获的分子进行高精度测量，从而揭示新基本粒子的存在。 英国杜伦大学的物理学家汉娜·威兰说，这项责任“杰出了这个畛域发展的惊东谈主速率”。“凭借这一树立，他们标明分子将成为具有竞争力的量子模拟平台的基础。”doi::https://doi.org/10.1038/d41586-023-03943-1

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