Новая методика охлаждения может стать трамплином к квантовым вычислениям

Поместив заряженные молекулы хлорида бария в ультрахолодное облако атомов кальция, физики из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) создали новую методику охлаждения, которая может стать трамплином к квантовым вычислениям. Новая работа получила поддержку со стороны Научно-исследовательского управления Армии США и Национального научного фонда.

Компьютеры следующего поколения обещают предоставить в распоряжение людей намного бóльшие мощности и скорости обработки данных, чем современные машины на основе кремния. Свою вычислительную мощь квантовые устройства будут черпать из сверхохлажденных молекул. Однако охлаждение молекул до отметки чуть выше абсолютного нуля (при такой температуре их можно использовать для хранения и передачи информации) оказалось для ученых весьма сложной задачей.

Но теперь американские физики предложили новую методику, объединяющую две традиционные технологии атомного охлаждения и переводящую молекулы в замороженное, неподвижное состояние. Статья о новом исследовании была опубликована 28 марта на страницах журнала Nature.

«Вот уже десять лет ученые предпринимают попытки охлаждения молекул, но успешно проделали это только с несколькими особыми молекулами», — говорит доцент физики Эрик Хадсон. – «Наша методика представляет собой совершенно иной подход к проблеме – она намного проще в применении, чем другие, и должна работать с сотнями разных молекул».

Предыдущие попытки создания ультраохлажденных молекул были эффективны применительно только к двум особым их видам. Появление способа, посредством которого можно охлаждать множество видов молекул, станет большим шагом вперед, так как, по словам Хадсона, трудно сказать, какие именно материалы будут использоваться в квантовых компьютерах или других технологиях будущего.

Помещая заряженные молекулы хлорида бария в ультрахолодное облако атомов кальция, Хадсон и его коллеги могут препятствовать вибрации и вращению большинства молекул. Остановка движения молекул – обязательное требование, которое необходимо выполнить, прежде чем начать использовать молекулы для хранения информации подобно тому, как это происходит в обычном компьютере.

Как сказал Хадсон, цель ученых состоит в конструировании компьютера, работающего не с «нулями» и «единицами», а с квантово-механическими объектами. «Квантовый компьютер сможет сломать любой код, созданный классическим компьютером, и передавать информацию совершенно безопасно».