Zespół tworzy hybrydowy system kwantowej oplątująca cząsteczki przez atom

Fizycy zwiększyło ich kontrolę podstawowych właściwości cząsteczek na poziomie kwantowym poprzez łączenie lub „oplątująca” elektrycznie naładowany atom oraz elektrycznie naładowane cząsteczki, prezentujący sposób produkcji hybrydowe systemy informacji kwantowej, które mogą manipulować, przechowywać i przekazywać różne formy danych.

Opisane w dokumencie Nature opublikowane online 20 maja nowa metoda może pomóc NIST komputery kwantowe budować dużych i sieci poprzez podłączenie bity kwantowe (qubity) oparte na niekompatybilne projektów sprzętowych i częstotliwości roboczej. systemy kwantowe mieszanym platformy może zaoferować wszechstronność jak w przypadku konwencjonalnych systemów komputerowych, które, na przykład, mogą wymieniać dane między procesorem elektronicznym, dysku optycznego i magnetycznego dysku twardym.

Eksperymenty NIST powodzeniem splątane właściwości elektronu w jonu atomowej z krajami obrotowych cząsteczki tak, że pomiary jednej cząstki będą kontrolować właściwości drugiego. Badanie opiera się na tej samej grupy 2017 demonstracji kontroli kwantowej cząsteczki, która przedłużyła techniki od dawna używane do manipulowania węgla do bardziej skomplikowanego i potencjalnie bardziej płodnej rzędu oferowanych przez cząsteczki, które składają się z wielu połączonych ze sobą atomów.

Cząsteczki mają różne wewnętrznego poziomu energii, na przykład węgla, ale również obraca się i drgają w wielu różnych prędkościach i pod różnymi kątami. Cząsteczki mogą więc działać jako mediatorów w systemach kwantowej przez przekształcenie informacji kwantowej w szerokim zakresie częstotliwości qubitu od kilku tysięcy do kilku bilionów cykli na sekundę. Z wibracją cząsteczki może zapewnić nawet wyższe częstotliwości qubitu.

„Udowodniliśmy jon atomowej i jon cząsteczkowy są splątane, a także pokazał masz szeroki wybór częstotliwości qubit w cząsteczce,” NIST fizyk James (Chin-wen) Chou powiedział.

Qubit oznacza cyfrowych bitów danych 0 do 1, pod względem dwóch różnych stanach kwantowej, takie jak o niskiej i wysokiej energii poziomach atomu. Qubit może także występować w „superpozycji” obu państw na raz. Badacze NIST splątane dwa poziomy energetyczne jonów wapnia atomowej z dwóch par stanów obrotową wodorek wapnia jonu molekularnego, który jest jon wapnia związany z atomem wodoru. Qubit cząsteczkowej miał częstotliwość przejścia, prędkość rowerze obrotowych między dwoma stanami, w obu niskiej energii 13,4 kHz (kHz tysiące cykli na sekundę), lub o dużej energii na 855 miliardów cykli na sekundę (GHz lub GHz).

Reklama

źródło National Institute of Standards and Technology (NIST). "Team builds hybrid quantum system by entangling molecule with atom." ScienceDaily. ScienceDaily, 20 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200520131653.htm>.