„NVision“ ir Ulmo universitetas pristatė šviesa nuskaitomą molekulinį kubitą

Vokietijos startuolio „NVision Quantum Technologies“ ir Ulmo universiteto mokslininkai sukūrė molekulę, kuri gali veikti kaip kvantinis bitas (kubitas) ir būti nuskaitoma atskirai naudojant šviesą. „Chemistry World“ apibūdina tai kaip pirmąją tokio tipo molekulę, kuri gali tarnauti kaip individualiai šviesa sujungtas kubitas. Darbas buvo paskelbtas „Nature“ spalio 28 d., o „NVision“ dabar planuoja šias molekules patalpinti į fotoninius lustus. Tikslas – parodyti, kad molekuliniai kubitai, ilgą laiką atsilikę nuo įkalintų jonų, superlaidžių grandinių ir neutralių atomų, gali būti gaminami dideliais kiekiais.chemistryworld.com

Molekulė, sukurta šiam darbui

Molekulė di([1,1′-biphenyl]-4-yl)carbene turi keturias savybes, kurių reikia individualiai adresuojamam kubitui. Veikiama lazerio šviesos, ji fluorescuoja tik vienoje iš trijų savo elektronų sukimosi būsenų. Šios sukimosi būsenos išlieka pakankamai ilgai skaičiavimams. Ji šviečia pakankamai ryškiai, kad būtų nuskaitoma, o jos spalva išlieka pakankamai stabili, kad būtų galima susieti, pranešė „Chemistry World“. Iki šiol mokslininkai galėjo nuskaityti molekulinius kubitus tik grupėmis ir apskaičiuoti jų vidutines vertes.chemistryworld.com

„NVision“ teigė, kad kompiuteriuose ištyrė daugiau nei 150 kandidatinių molekulių ir laboratorijoje pagamino 40 iš jų. Komanda patalpino stabilų pirmtaką į kristalą, pagamintą iš beveik identiškos molekulės, atšaldė jį iki 4,5 Kelvino ir panaudojo lazerį, kad paverstų pirmtaką aktyviais kubitais. Taikydami mikrobangų impulsus, mokslininkai išplėtė koherenciją – rodiklį, parodantį, kiek laiko kubitas išlaiko savo kvantinę būseną – iki 2,2 milisekundžių. Jie taip pat nustatė, kad molekulių emisijos dažniai beveik nepakito per daugiau nei valandą trukusį pakartotinį sužadinimą.quantumcomputingreport.com+2

Išorės ekspertų vertinimai

Davidas Awschalomas iš Čikagos universiteto tai pavadino „aukštos kokybės molekuline kubitų architektūra“ ir „reikšmingu žingsniu integruojant molekulinius kubitus su keičiamo mastelio optinėmis ryšių platformomis“. Danna Freedman iš MIT vienos molekulės adresuojamumo demonstravimą pavadino „didžiuliu žingsniu šiai sričiai“.chemistryworld.com

Nuo kristalo iki lusto

„NVision“ nori naudoti šias molekules architektūroje, kurią vadina fotoninėmis integruotomis kvantinėmis grandinėmis. Šiame dizaine elektronų sukiniai jungiasi su kitais kubitais per šviesą, o branduolių sukiniai veikia kaip ilgalaikė atmintis. Įmonė bendradarbiauja su „HyperLight“, kuri gamina plonasluoksnę ličio niobato fotoniką, ir tikisi pirmuosius integruotų lustų prototipus gauti 2026 m. ketvirtąjį ketvirtį. Ilgalaikiai tikslai yra 1 000 fizinių kubitų, o iki 2030 m. – 1 000 klaidoms atsparių loginių kubitų viename luste.optica-opn.org+2

„Vienas didžiausių klausimų, su kuriais dabar susiduria kiekvienas metodas, yra: ar jis gali būti išplėstas iki šimtų tūkstančių kubitų?“, – sakė Ilai Schwartzas, „NVision“ technologijų vadovas. „Tikri inžineriniai iššūkiai išlieka, tačiau kadangi remiamės esamais gamyklų procesais, mums nereikia statyti naujų gamyklų, kad tai pasiektume“.chemistryworld.com