Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jednotlivé bloky kvantových počítačů by se mohly skládat pomocí větších molekul, jejich samovolného uspořádávání nebo chemických reakcí. Vědci z Kalifornské univerzity v Los Angeles, Harvardovy univerzity a dalších institucí se domnívají, že qubity, které budou součástí molekul, by se mohly vyznačovat stabilnějším provázáním (entanglement). Právě doba provázání odpovídá době kvantového výpočtu a dosud představuje pro schopnosti kvantových počítačů limitující faktor, ještě větší než samotný počet qubitů.
Při samoskládání různých nanostruktur se dosud využívá především schopností DNA. Nová studie jde ovšem jiným směrem. Vědci vytvořili malé molekuly, které obsahují atomy vápníku a kyslíku a fungují jako qubity. Tyto struktury vápníku a kyslíku přitom navíc tvoří funkční skupiny – lze je zapojit do téměř jakékoli jiné molekuly. Výzkum prokázal, že příslušné funkční skupiny si zachovávají požadovanou strukturu, i když jsou připojeny k mnohem větším molekulám. Tyto qubity i v podobě větších molekul také vydrží laserové chlazení, což je klíčový požadavek pro kvantové počítače. Navázání funkční skupiny (více funkčních skupin) na velkou molekulu nebo k povrchu umožňuje i nový způsob ovládání více qubitů současně. Qubity mohou být také velice citlivým nástrojem pro měření. Kdybychom jim pomocí dalších molekul dodali větší stabilitu ve složitých prostředích typu biologických systémů, získali bychom velmi citlivé senzory.
Kvantový počítač „na chemické bázi“ je samozřejmě ještě podstatně utopičtější projekt než třeba kvantové počítače na bázi supravodičů. Vývoj funkčního systému by reálně trval desítky let a může se snadno ukázat jako slepá ulička…
Guo-Zhu Zhu et al, Functionalizing aromatic compounds with optical cycling centres, Nature Chemistry (2022). DOI: 10.1038/s41557-022-00998-x
Zdroj: University of California, Los Angeles / Phys.org
