Время когерентности молекулярных кубитов повысили на порядок
Физики смогли увеличить время когерентности кубитов, созданных на базе ультрахолодных молекул, до ста миллисекунд, что на порядок больше, чем в предыдущих работах. Этого удалось достичь благодаря активному подавлению шума в магнитном поле и правильной ориентации магнитный и электрических полей относительно друг друга. Исследование опубликовано в Physical Review Letters, доступен также препринт.
Квантовая механика предписывает всем связанным микросистемам обладать дискретным энергетическим спектром. При этом чем больше в системе элементов, тем она сложнее. Энергетические уровни атомов определяются в первую очередь электронной конфигурацией, обогащаясь небольшими поправками на взаимодействия, чувствительные к орбитальным и спиновым степеням свободы электронов и ядра. У молекул же возникает куда более сложная структура, в которую дают вклад колебания ядер относительно друг друга, а также вращения в молекуле.
Оказалось, что эти колебательные и вращательные уровни хорошо подходят для хранения и обработки квантовой информации. В случае же, когда молекула полярная, то есть обладает собственным дипольным моментом, ее проще связывать с соседями для образования квантовой запутанности и ею проще манипулировать. Однако, как и многие другие физические реализации кубитов, состояния молекул подвержены декогеренции, то есть, потере квантовой информации. Для увеличения времени когерентности их очень сильно охлаждают и помещают в оптические ловушки, но пока физиком удалось достичь времени, не превышающего 10 миллисекунд (про похожее исследование мы недавно писали), хотя для нужд квантовых вычислений оно должно быть существенно больше.