На квантовом уровне впервые запутали две сложные молекулы

МОСКВА, 15 января. /ТАСС/. Британские физики разработали особую оптическую ловушку для молекул, которая позволила им впервые соединить незримыми квантовыми связями два сложно устроенных вещества, а также удерживать их в подобном состоянии около секунды. Данное открытие позволит создать новые типы квантовых компьютеров, сообщила пресс-служба Даремского университета.

"Результаты этого эксперимента подчеркиваю, насколько хорошо мы научились управлять отдельными молекулами. Квантовая запутанность - очень хрупкий феномен, однако нам удалось связать друг с другом две молекулы при помощи очень слабых взаимодействий и при этом на протяжении примерно секунды удерживать порожденную между ними связь от разрушения", - заявил профессор Даремского университета (Великобритания) Саймон Корниш, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Корниш и его коллеги совершили это открытие при проведении опытов с разработанными ими оптическими пинцетами, адаптированными для работы с молекулами из атомов щелочных металлов. Так физики называют специализированные ловушки для одиночных атомов и молекул, которые удерживают пойманные ими объекты микромира на месте при помощи особо устроенных наборов лазерных импульсов.

Британские физики модифицировали работу этих ловушек таким образом, а также подобрали такую длину волн лазеров, при которой вырабатываемые ими световые импульсы не порождают помехи и колебания в энергетических свойствах частиц, которые мешают квантовым взаимодействиям молекул, удаленных друг от друга на большие расстояния по меркам мира атомов.

Используя это устройство, ученые поймали две молекулы, состоящие из атомов рубидия и цезия, и обработали их при помощи набора из импульсов микроволнового излучения так, что их вращение синхронизировалось и они оказались запутаны на квантовом уровне. Подобную синхронизацию, как отмечают профессор Корниш и его коллеги, можно поддерживать на протяжении примерно секунды, что является очень длительным временем с точки зрения мира частиц.

По текущим оценкам исследователей, им успешно удавалось наладить подобную долгоживущую квантовую связь между молекулами в 92,4% случаев. Этого пока не достаточно для ведения длительных квантовых вычислений, однако физики предполагают, что надежность операций можно повысить до отметки в 99,9%. Это позволит применять квантово запутанные молекулы как для ведения расчетов, так и в качестве основы для квантовых сенсоров и квантовой памяти, способной хранить информацию очень долгое время.

О квантовой запутанности

Частицы квантового мира, как показывают сотни и тысячи недавно проведенных экспериментов, в некоторых случаях могут быть объединены незримыми связями, в результате наличия которых любые изменения в состоянии одного из запутанных объектов мгновенно отражаются на состоянии связанных с ним частиц вне зависимости от того, какое расстояние их отделяет друг от друга. Квантовая запутанность активно используется при разработке квантовых компьютеров, сенсоров и систем связи.