• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.10.2025, 12:31
Evgenia Vavilova
485

Физики разработали молекулярные кубиты, работающие на частотах мобильной связи

❋ 4.1

Коллектив ученых из США создал молекулярные кубиты, которые работают на тех же частотах, что и мобильная связь. Для этого они синтезировали специальную металлорганическую молекулу на основе эрбия.

Студенты докторантуры Лея Вайс и Грант Смит в лаборатории руководителя исследования, профессора Дэвида Авшалома / © John Zich
Студенты докторантуры Лея Вайс и Грант Смит в лаборатории руководителя исследования, профессора Дэвида Авшалома / © John Zich

Свет используют для передачи и считывания информации, а магнетизм глубоко связан со «спином» — одним из свойств квантовых систем, на основе которых можно разрабатывать системы обработки данных. На квантовом уровне связь между светом и магнетизмом тонкая и сложная. 

Ученые разработали молекулярный кубит, использующий и свет, и магнетизм. Для этого они применили технологии из области квантовой оптики и химического синтеза. Работа опубликована в журнале Science.

Новый молекулярный кубит содержит эрбий — редкоземельный элемент. Редкоземельные элементы поглощают и излучают свет «чище» других элементов, в более узком диапазоне длин волн. А также эти химические вещества сильно взаимодействуют с магнитными полями. Оба свойства — следствие строения их электронной оболочки. В работе ученые рассказали о том, что подобные молекулы можно создать и с другими лантаноидами.

«Эти молекулы могут действовать как наномост между миром магнетизма и миром оптики. Информацию можно было бы кодировать в магнитном состоянии молекулы, а затем считывать с помощью света на длинах волн, совместимых с уже хорошо развитыми технологиями, лежащими в основе оптоволоконных сетей и кремниевых фотонных схем», — сказала Лея Вайс (Leah Weiss), соавтор статьи.

С помощью оптической спектроскопии и микроволновых устройств ученые показали, что молекулярные кубиты на основе эрбия используют частоты, совместимые с кремниевой фотоникой, которая применяется для передачи информации, высокопроизводительных вычислений и сенсорах уже сейчас. Исследователи заявили что эта совместимость может ускорить разработку гибридных молекулярно-фотонных платформ для квантовых сетей.

«Химический синтез молекул предоставляет возможность оптимизировать электронные и оптические свойства ионов редкоземельных элементов способами, которые трудно реализовать иначе. Наша работа лишь поверхностно затрагивает то, чего, как мы считаем, можно достичь в квантовых технологиях», — рассказал Райан Мерфи (Ryan Murphy), соавтор исследования.

Команда ученых надеется, что их разработка открывает научному сообществу полезный и производительный путь создания точно настраиваемых квантовых систем. Они считают, что молекулярные кубиты станут хорошим вариантом для создания квантовых сенсоров: малый размер и химическая гибкость позволяют внедрять их в биологические системы для измерения магнитных полей, температуры или давления в наномасштабе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
16 февраля, 09:00
ПНИПУ

Городище Пармайлово I на Урале долгие годы оставалось загадкой для исследователей. Из-за отсутствия раскопок его причисляли то к древним захоронениям, то к средневековым поселениям, а предполагаемый возраст памятника колебался в диапазоне нескольких столетий. Впервые разрешить противоречия помогли артефакты, обнаруженные в ходе раскопок учеными Пермского Политеха и ПГГПУ. Они нашли предметы, которые позволили точно датировать объект и определить его культурную принадлежность и место в истории России.

16 февраля, 10:00
Сеченовский Университет

Риск развития целой плеяды неврологических болезней от депрессии и мигрени до болезни Альцгеймера и деменции возрастает, когда человек неправильно питается, недополучает или, наоборот, «перебирает» с пищей тех или иных веществ. В некоторых случаях управлять рисками помогают принципы нейронутрициологии. Об этом говорится в научном обзоре, который провели вместе со своими коллегами ученые Сеченовского Университета — заведующий кафедрой нервных болезней Института профессионального образования профессор Алексей Данилов и ассистент кафедры патологической физиологии Анастасия Бадаева.

16 февраля, 07:00
Максим Абдулаев

Археологи из Дании и Испании восстановили карту растительности Ближнего Востока времен зарождения сельского хозяйства. Вопреки популярному мнению, потепление климата не расширило, а сократило ареалы диких злаков на 25%, вынудив древних людей начать их культивацию в изолированных экологических убежищах.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

12 февраля, 11:41
Александр Березин

На наземные растения, в основном деревья, приходится 80 процентов всей биомассы Земли, 450 миллиардов тонн сухого углерода и более двух триллионов тонн «живого веса». Поэтому идея сажать новые леса для связывания СО2 из атмосферы долго казалась логичной. Новые данные показали, что реальность заметно сложнее.

12 февраля, 08:19
Полина Меньшова

«Любить лишь можно только раз», — писал поэт Сергей Есенин, а герои культовых сериалов приходили к выводу, что «настоящая» влюбленность случается в жизни максимум дважды. Однако ни один из этих тезисов не подкреплен научными данными. Американские исследователи подошли к вопросу иначе: опросили более 10 тысяч человек и вывели среднее число сильных влюбленностей, возможных в течение жизни.

12 февраля, 07:52
Адель Романова

Астрономы недавно проанализировали базу данных о падающих на Землю объектах и пришли к выводу, что два из них прибыли из межзвездного пространства. Известна не только дата, но и место падения каждого из них.

28 января, 10:50
Игорь Байдов

Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.

26 января, 14:26
Александр Березин

Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно