Некоторые из самых стабильных кубитов могут быть сделаны из атомных ядер. Квантовое состояние атомных ядер может длиться часами, но оно не может напрямую контролироваться фотонами. Однако оптика по-прежнему является основой для квантовой связи и квантового интернета. Команда исследователей из Массачусетского технологического института решила эту проблему и нашла новый способ управления атомными ядрами как кубитами с помощью фотонов.
Фотоны, являющиеся квантом (частью) электромагнитной энергии, минимально взаимодействуют с атомными ядрами, а их собственные частоты изменяются на шесть-девять порядков. В нормальных условиях фотоны влияют на спин электронов вблизи ядра, и этот эффект косвенно передается на спин ядра. Заманчиво позволить фотонам функционировать непосредственно как носители информации в виде ядерных спинов в кубитах для вычисления и хранения. Но как это будет работать?
— говорит профессор Паола Каппелларо из Школы ядерных наук и инженерии. «Мы нашли новый и мощный способ взаимодействия ядерных спинов с оптическими фотонами лазеров.
Обратите внимание: Экспериментальная холодильная система использует магнитные поля и сплавы, меняющие свою форму.
Этот новый механизм связи позволяет контролировать и измерять ядерные спины. Но пока это только в теории, о которой следует помнить. Постановка экспериментов — следующий этап исследований".В новом подходе используются преимущества различных свойств ядер, таких как присущий им электрический квадруполь. Таким образом, записывая и считывая состояния кубитов в ядре, можно влиять на само ядро, то есть на ядерный спин. В зависимости от длины волны фотона спин поворачивается на определенный угол.
На приведенном выше рисунке схематически показано, как два лазерных луча с разными длинами волн могут влиять на электрическое поле (показано на рисунке розовым цветом) вокруг ядра (кремовый овал на рисунке) и вызывать отклонение ядерного спина в определенном направлении, как показано по стрелке. И это отклонение строго связано с частотой приходящих лучей (фотонов).
Это открытие имеет множество потенциальных применений: от квантовой памяти, где информация преобразуется или считывается с фотонов и мгновенно передается по сети, до таких систем, как компьютеры, датчики и спектрометры. Мы с нетерпением ждем подтверждения предложенной теории в лаборатории. Миру нужны квантовые компьютеры.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Новый подход использует преимущества различных свойств ядер, таких как присущий им электрический квадруполь.