Revolucija u kvantnom računarstvu: Molekuli plesom stvaraju magnetna polja

Fizičari otkrili novu metodu za kvantno računarstvo putem stimulacije molekula infracrvenim svetlom. Ako eksperimentalni testovi budu uspešni, ovaj pristup bi mogao biti ključan za razvoj kvantnih računarskih kola

Fizičari sa Tehničkog univerziteta u Gracu (TU Graz) otkrili su da određeni molekuli mogu biti stimulisani pulsiranjem infracrvenog svetla kako bi generisali mala magnetna polja. Ova inovativna metoda, ako se pokaže uspešnom u eksperimentalnim ispitivanjima, mogla bi da otvori nove mogućnosti za primenu u kvantnom računarstvu, piše SciTech Daily.

Kada molekuli apsorbuju infracrveno svetlo, počinju da vibriraju, primajući energiju. Ovaj proces, dobro poznat u nauci, bio je polazna tačka za istraživanje Andreasa Hojsera i njegovog tima sa Instituta za eksperimentalnu fiziku na TU Grac. Oni su istraživali da li bi se ove vibracije mogle iskoristiti za generisanje magnetnih polja. Kako atomska jezgra nose pozitivan naboj, pokretanje ovih naelektrisanih čestica rezultira stvaranjem magnetnog polja.

Preporučujemo

Korišćenjem metal-ftalocijanina, složenih, dvodimenzionalnih organskih molekula, istraživači su otkrili da ovi molekuli, zbog svoje visoke simetrije, generišu mala magnetna polja u nanometarskom opsegu kada na njih deluju infracrveni impulsi. Ova otkrića su objavljena u časopisu Journal of the American Chemical Society.

Za potrebe svojih proračuna, tim je koristio preliminarna istraživanja iz ranih dana laserske spektroskopije i savremenu teoriju elektronske strukture na superkompjuterima u Bečkom naučnom klasteru i TU Grac. Korišćenjem kružno polarizovanog infracrvenog svetla, stvorene su dve molekularne vibracije koje se odvijaju pod pravim uglom jedna u odnosu na drugu.

- Kao što svaki par koji pleše rumbu zna, prava kombinacija pokreta napred-nazad i levo-desno stvara mali, zatvoreni krug. Ova kružna kretanja zapravo stvaraju magnetno polje, ali samo lokalno, u opsegu nekoliko nanometara - objašnjava Andreas Hojser.

Selektivnom manipulacijom infracrvenim svetlom moguće je kontrolisati jačinu i pravac magnetnog polja. Ovo bi moglo pretvoriti molekule u visoko precizne optičke prekidače, koji bi se eventualno mogli koristiti za izgradnju kola za kvantne računare.

Andreas Hojser i njegov tim sada žele eksperimentalno dokazati da se magnetna polja molekula mogu kontrolisano generisati. Za ovaj dokaz, molekul ftalocijanina mora biti postavljen na površinu, što menja fizičke uslove i utiče na karakteristike magnetnog polja izazvanog svetlom. Sledeći korak je da se proračunaju interakcije između deponovanih ftalocijanina, materijala nosača i infracrvenog svetla pre nego što najperspektivnije varijante budu testirane u eksperimentima.

Ovo istraživanje pruža uzbudljive nove mogućnosti za primenu infracrvenog svetla u kvantnom računarstvu. Ukoliko se potvrde u eksperimentima, rezultati bi mogli značajno unaprediti tehnologiju kvantnih računara, omogućavajući preciznu kontrolu molekularnih magnetnih polja na nanometarskom nivou.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)