Equipe cria sistema quântico híbrido por enredamento molécula com átomo

Descrita em um artigo da Nature publicado online 20 de maio, o novo método NIST poderia ajudar os computadores quânticos de construção em grande escala e redes, ligando bits quânticos (qubits) com base em projetos de hardware de outro modo incompatíveis e freqüências de operação. sistemas quânticos de plataformas mistas poderia oferecer versatilidade como o de sistemas de computadores convencionais, que, por exemplo, pode trocar dados entre um processador eletrônico, um disco óptico, e um disco rígido magnético.

As experiências NIST enredada com sucesso as propriedades de um electrão no ião atómica com os estados rotacionais da molécula de modo que as medições de uma partícula que controlar as propriedades da outra. A pesquisa baseia-se na demonstração de controlo 2017 quântico de uma molécula, que se estendia técnicas longo utilizados para manipular átomos para a arena mais complicado e potencialmente mais proveitosa oferecido por moléculas, composta de vários átomos ligados juntos ao mesmo grupo.

As moléculas possuem diferentes níveis de energia interna, como átomos, mas também rodar e vibrar a muitas velocidades e ângulos diferentes. Moléculas poderia, por conseguinte, actuam como mediadores em sistemas quânticos através da conversão de informação quântica através de uma ampla gama de frequências qubit que vão desde alguns milhares a alguns biliões de ciclos por segundo. Com vibração, moléculas poderia oferecer freqüências qubit ainda maiores.

"Nós provamos o íon atômico e molecular ion são emaranhados, e nós também mostrou que você começa uma ampla seleção de freqüências qubit na molécula", disse o físico NIST James (Chin-wen) Chou.

Um qubit representa os bits de dados digitais 0 e 1, em termos de dois estados quânticos diferentes, tais como os níveis de baixa e de alta energia de um átomo. Um qubit também pode existir em uma "superposição" de ambos os estados ao mesmo tempo. Os investigadores NIST enredada dois níveis de energia de um ião atómica cálcio com dois pares diferentes de estados rotacionais de um ião molecular hidreto de cálcio, que é um ião de cálcio ligado a um átomo de hidrogénio. O qbit molecular tinha uma frequência de transição, a velocidade do ciclo entre dois estados rotacionais, quer de energia baixo em 13,4 kilohertz (kHz, milhares de ciclos por segundo) ou de alta energia em 855 mil milhões de ciclos por segundo (gigahertz ou GHz).

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