Квантові біти можуть складатися в основному з складних молекул

Основою будь-якої квантової системи, будь це обчислювальна або комунікаційна система, є квантові біти, кубіти. У більшості випадків в ролі цих кубітів виступають окремі атоми, іони або субатомні частинки, електрони.

Однак, створення численних матриць пов’язаних між собою високостабільних кубітів, за допомогою яких можуть вирішуватися досить складні алгоритми, є справою непосильним для сучасної науки і сучасних технологій. Такий стан справ може змінитися в недалекому майбутньому завдяки роботі дослідників з Манчестерського університету, які отримали перші докази того, що великі складні молекули, що складаються з атомів нікелю і хрому, можуть служити для зберігання і обробки квантової інформації. Більш того, за допомогою методів так званої надмолекулярной хімії можна створити кілька різних видів кубітів і зв’язати їх разом в структури, звані двукубітнимі логічними елементами.

“Ми продемонстрували, що за допомогою деяких хімічних технологій можна створити стабільні кубіти і об’єднати їх в логічні елементи, що виконують різні функції” – розповідає Річард Вінпенні (Richard Winpenny), директор Школи хімії Манчестерського університету, – “А нашим наступним кроком буде саме створення і перевірка працездатності таких елементів “.

Справедливості заради слід зазначити, що проблема створення “молекулярних кубітів” була поки вирішена вченими лише теоретично, на рівні розрахунків алгоритмів, що обробляють дані про різні варіанти складних молекул. Однак, ці розрахунки показали, що за умови дотримання необхідних умов квантова інформація, записана в окремі молекулярні кубіти, зможе зберігатися там час, достатній для проведення її обробки відповідно до заданого квантовим алгоритмом.

Висока стабільність молекулярних кубітів є прямим наслідком великої маси і розмірів використовуваних молекул. “Уявіть собі, що ви намагаєтеся донести до свого столика два кухлі з пивом в пабі, заповненому п’яними, що б’ються і кричущими відвідувачами” – розповідає Річард Вінпенні, – “І вам цілком може вдасться це зробити, якщо ви володієте достатньою силою, масою та значними габаритами. В іншому випадку вам довелося б спочатку заспокоїти всіх відвідувачів, що представляється вельми і вельми сумнівною витівкою “.

“Найголовнішою проблемою, яка постане перед нами найближчим часом, буде поєднання двох кубітів так, щоб не зменшити час зберігання ними квантової інформації. І якщо нам вдасться зробити це, то ми сподіваємося, що це приверне до себе увагу інших вчених, які почнуть рухатися в даному напрямку “.