(超级)定位量子技术

今年,世界正在纪念量子力学成立100周年,联合国已宣布2025年为量子科学技术的国际年。宾夕法尼亚州立科学学院和受埃伯训练的研究人员在量子科学的探索和发展中发挥了开创性的作用,对亚原子颗粒的行为的研究。

来源:宾夕法尼亚州立大学

将分子系统连接到量子信息科学

埃伯利学院的研究人员发现,量子力学的这些看似超凡脱俗的特性可以激发一些脚踏实地的好处。例如,量子科学是化学的双赢:量子科学不仅可以深入了解化学,而且科学家还发现了使用化学方法来改善量子设备的方法,例如传感器和量子计算机。

量子设备依赖于电子随着时间的推移保留量子信息的能力,这取决于其旋转方式。但是多种因素会干扰这种“自旋连贯性”。小学系主任兼化学教授肯尼斯·纳潘伯格(Kenneth Knappenberger Jr.

“最大的挑战是,在您初始化旋转连贯性之后,它会迅速衰减,” Knappenberger说。 “它的持续时间不够长,无法对此做任何事情。因此,这就是我们进来的地方,因为这个问题的根本原因实际上是化学问题。”

在分子系统中保持自旋连贯性有点像保持一组完美同步的舞者在舞台上一致移动,同时被随机阵风包围,可以抛弃其时间。正如舞者需要精确的控制和协调以抵抗外部干扰一样,分子自旋连贯性需要将系统与环境噪声隔离以保持其量子状态。

增加系统维护量子信息的能力可能会导致一些示例,以更好的成像技术和使计算机更快,更高效的方法。

今天的物理学与量子信息科学最相关,但Knappenberger强调了化学在应对量子挑战中的关键作用。