Equipo construye sistema cuántico híbrido por enredo molécula con átomo

Descrito en un artículo de Nature publicado en Internet el 20 de mayo, el nuevo método NIST podría ayudar a las computadoras y las redes cuánticas de construcción a gran escala mediante la conexión de bits cuánticos (qubits) basados ​​en diseños de hardware de otro modo incompatibles y las frecuencias de funcionamiento. sistemas cuánticos Mixed-plataforma podría ofrecer versatilidad como la de los sistemas informáticos convencionales, que, por ejemplo, pueden intercambiar datos entre un procesador electrónico, un disco óptico, y un disco duro magnético.

Los experimentos del NIST enredan con éxito las propiedades de un electrón en el ión atómica con los estados rotacionales de la molécula de manera que las mediciones de una partícula controlarían las propiedades de la otra. La investigación se basa en la demostración de control cuántico de una molécula, que se extendía técnicas de largo que se utilizan para manipular átomos a la arena más complicado y potencialmente más fructífera ofrecido por las moléculas, compuestos de múltiples átomos unidos juntos de un mismo grupo 2017.

Las moléculas tienen varios niveles de energía interna, como los átomos, sino también giran y vibran a muchas velocidades y ángulos diferentes. por lo tanto moléculas podrían actuar como mediadores en sistemas cuánticos mediante la conversión de la información cuántica a través de una amplia gama de frecuencias qubit que van desde unos pocos miles a unos billones de ciclos por segundo. Con la vibración, moléculas podrían ofrecer aún más altas frecuencias qubit.

"Hemos demostrado que el ion atómico y molecular de iones se enredan, y también mostramos se obtiene una amplia selección de frecuencias de qubits en la molécula", dijo el físico del NIST James (Chin-wen) Chou.

Un qubit representa los bits de datos digitales 0 y 1 en términos de dos estados cuánticos diferentes, como los niveles de baja y alta energía en un átomo. Un qubit puede también existir en una "superposición" de los dos estados a la vez. Los investigadores del NIST enredan dos niveles de energía de un ión de calcio atómica con dos pares diferentes de estados rotacionales de un ion molecular hidruro de calcio, que es un ión de calcio unido a un átomo de hidrógeno. El qubit molecular tenía una frecuencia de transición, la velocidad de ciclo entre dos estados de rotación, de cualquiera de baja energía en 13,4 kilohercios (kHz, miles de ciclos por segundo) o de alta energía a 855 mil millones de ciclos por segundo (gigahertz o GHz).

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