Ученые добились длительной квантовой запутанности между молекулами

Исследователи из Даремского университета успешно продемонстрировали длительную квантовую запутанность между молекулами.

Достижение этой стадии квантовой запутанности открывает новые двери для будущих достижений в области квантовых вычислений, зондирования и фундаментальной физики.

Впервые в мире ученые использовали точно контролируемые оптические ловушки, известные как «оптические пинцеты с магической длиной волны», для создания высокостабильной среды, поддерживающей длительную запутанность, что является ключевой возможностью для квантовых технологий следующего поколения.

Квантовая запутанность и ее применение в технологиях

Квантовая запутанность — это фундаментальное явление, при котором две частицы оказываются связанными друг с другом, и состояние одной частицы напрямую влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними.

Это означает, что измерение свойств одной частицы мгновенно определит свойства другой, хотя информация не может распространяться быстрее скорости света.

Несмотря на странные последствия, запутанность была подтверждена экспериментально и является фундаментальной концепцией квантовой механики, имеющей потенциальное применение в квантовых вычислениях и криптографии, например:

  • Квантовые вычисления. Запутанность является важнейшим ресурсом в квантовых вычислениях, где квантовые биты (кубиты) могут существовать в запутанных состояниях, что позволяет производить более мощные и быстрые вычисления, чем классические компьютеры.
  • Квантовая криптография. Запутанность может быть использована в методах безопасной коммуникации, таких как квантовое распределение ключей, которое гарантирует, что любое подслушивание квантовой передачи данных может быть немедленно обнаружено.

Молекулярный прорыв — первый в своем роде

Хотя квантовая запутанность была достигнута с помощью атомов, ее достижение с помощью сложных молекул — это значительный шаг вперед, поскольку молекулы обладают дополнительными структурами и свойствами, такими как вибрация и вращение, которые можно использовать в передовых квантовых приложениях.

Профессор Саймон Корниш, возглавивший исследование, пояснил:

Полученные результаты свидетельствуют о том, что мы обладаем удивительным контролем над отдельными молекулами.

Квантовая запутанность очень хрупка, но мы можем запутать две молекулы с помощью невероятно слабых взаимодействий, а затем предотвратить потерю запутанности на время, приближающееся к одной секунде.

Этот прорыв стал возможен благодаря созданию стабильной среды, которая сохраняет когерентность запутанных молекул в течение длительного времени.

Используя специально настроенный лазерный свет в оптическом пинцете, исследователи могут управлять молекулами с беспрецедентной точностью, что открывает путь к более сложным квантовым операциям.

Наша работа демонстрирует невероятный потенциал молекул как строительных блоков для квантовых технологий следующего поколения, — говорит доктор Дэниел Раттлей, соавтор исследования.

Долгоживущая молекулярная запутанность может быть использована для создания квантовых компьютеров или точных квантовых датчиков, а также для понимания квантовой природы сложных материалов.

Стабильность молекул имеет большое значение

В ходе исследования была достигнута исключительно высокая точность запутывания, составившая более 92%, а с учетом исправляемых ошибок — еще выше.

Такая стабильность запутанности молекул очень важна для приложений, требующих длительных периодов измерений и хранения квантовой информации.

Долгоживущая квантовая запутанность в молекулах может повысить точность измерений в квантовом зондировании, смоделировать сложные квантовые материалы и обеспечить новые формы квантовых вычислений.

Кроме того, это исследование поддерживает разработку «квантовой памяти» — устройств, хранящих квантовую информацию в течение длительного времени, что необходимо для передовых квантовых сетей.

Этот прорыв является последним в ряду достижений в области квантовой науки и представляет собой большой скачок к использованию молекул в сложных квантовых технологиях.

Ранее ученые продемонстрировали квантовую телепортацию.

18.01.2025


Подписаться в Telegram



Хайтек

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам
Science Advances: Ученые сумели подключить электроды к клеткам

Исследователям из Университета Линчепинга...

Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой
Small Methods: Сублимация кристаллов диарилэтена — контроль над формой

Фотомеханические материалы из фотохромных...

Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году
Квантовые датчики обеспечат технологическую революцию к 2045 году

Квантовые датчики находятся в авангарде т...

Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники
Стало известно, зачем ЕС инвестирует 24 млн евро в полупроводники

Европейский союз предпринимает решительные шаг...

В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров
В МИФИ создали интеллектуальную систему контроля работы 3D-принтеров

Сотрудники Снежинского физико-технического инс...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
Платиновая корона и танец молекул: как газы меняют структуру материала
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
PRSBBS: Почему макаки чешутся перед плохими решениями
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
13 миллиардов лет назад: как темная материя управляла галактиками
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
Луна, птицы и бактерии: как наука стала главным героем дня в Казани
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
День науки в КАИ: двигатели, стартапы и квантовые технологии
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Ферменты против похмелья: как новый сенсор изменит медицину и не только
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Сок под микроскопом: ученые научились ловить опасный гербицид за 20 минут
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Молодые ученые против COVID-19 и хронических ран: как открытия изменят медицину
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
Питомниковый кашель больше не проблема: появились быстрые тесты для собак
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
10 секунд до чистоты: история устройства, которое изменило дезинфекцию
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Сорняк-разрушитель или лекарство будущего: ученые открыли секрет рейнутрии
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
Энергия будущего: низкотемпературная плазма и ее невероятные возможности
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир

Новости компаний, релизы

Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
Три представительницы Республики Татарстан стали победителями Всероссийского конкурса Знание.Лектор
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске