• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
Рубрика выходит при поддержке
20.11.2021
Мария Осетрова
5 181

Это прорыв — созданы надежные кубиты в ультрахолодных полярных молекулах

5.1

Время хранения квантовой информации в предложенной учеными из Великобритании системе на молекулах RbCs превысило 5,6 секунды. Это на порядок больше, чем в предыдущих аналогичных системах хранения квантовой информации.

Экспериментальная установка / © Gregory et al.
Экспериментальная установка / © Gregory et al. / Автор: Владимир Богданов

Одно из существенных ограничений при создании квантового компьютера — процесс декогеренции, «утекания» записанной квантовой информации в окружающую среду. Физики из Объединенного квантового центра в Даремском университете всесторонне изучили эту проблему для одной из систем квантовой памяти — ультрахолодных полярных молекул — и нашли способ отсрочить потерю информации.

Исследователи использовали молекулы соединения рубидия и цезия 87Rb133Cs, охлажденные до ультранизкой температуры, которая не доходила до абсолютного нуля (минус 273,15 градуса Цельсия) всего на 700 нанокельвинов (миллиардных долей градуса). Эти полярные молекулы из атомов пятого и шестого периодов таблицы Менделеева имеют сложную внутреннюю структуру колебательных и вращательных энергетических уровней, подходящих даже для создания кудитов — обобщенных версий кубитов, которые, помимо 0 или 1, способны принимать и другие логические значения. А управлять этой структурой можно через дальнодействующие диполь-дипольные взаимодействия.

В новой работе ученые хотели выявить, объяснить и по возможности устранить все экспериментально значимые источники декогеренции в молекулярных кубитах. Они измеряли когерентность — то есть согласованность — квантовой системы, затем создавали суперпозицию состояний кубита при помощи микроволн и позволяли системе свободно развиваться. Повторно когерентность измеряли через равные промежутки времени. Так исследователи обнаружили, что количество молекул в любом состоянии кубита изменяется периодически, а при декогеренции — потере информации — амплитуда этих колебаний уменьшается.

Затем исследователи проверили, как время когерентности зависит от различных параметров эксперимента — например, магнитного поля или поляризации лазера, который создавал оптические ловушки для молекул. Им удалось настроить магнитное поле так, что созданный кубит оказался нечувствительным к небольшим колебаниям напряженности поля. А установив «магический угол» примерно в 55 градусов между магнитным полем и направлением поляризации лазера, исследователи увеличили время когерентности до 5,6 секунды.

Эти манипуляции привели к тому, что время когерентности превысило время жизни молекулярного газа, который использовался для кодирования информации. Сейчас ученые работают над созданием оптических решеток для ультрахолодных молекул: в будущем их можно будет задействовать в квантовых вычислениях.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Physics.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

11 часов назад
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Вчера, 14:55
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

Вчера, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[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
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
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно