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分子成为量子计算机的新型构建块
在设计分子中存储量子信息可能比原子、离子和其他类型的量子位更具优势
来源:Science Magazine2015 年，Ilai Schwartz 着手展示量子物理学如何彻底改变医学成像。德国 NVision 成像技术公司的联合创始人首先使用钻石来对齐或极化分子示踪剂的微小磁场，将分子示踪剂注入人体组织中以增强 MRI 扫描仪的信号。该公司最终从钻石转向其他偏振分子，这将信号增强了多达 100,000 倍。
一组具有令人惊讶的干净、强大的量子特性的有机分子脱颖而出。施瓦茨开始想，“我们真的可以在这里做一些更大的事情吗？”他突然意识到：“我们的 MRI 偏振器本质上是一台糟糕的量子计算机。”
因此，NVision 着手将其变得更好。本周，该公司宣布获得 5500 万美元的新资金，同时发布了一份描述分子量子计算机种子的预印本。在发布到 arXiv 的这项研究中，Schwartz 及其同事设计并控制了单个卡宾分子，该分子包含一个带有不共享电子的碳原子。他们利用这些电子来存储量子信息，并利用光来操纵和读出这些信息。尽管离功能性量子计算机还很遥远，但这项工作凸显了定制分子如何挑战更成熟的量子计算平台。
“这是一个真正的进步，这就是人们在过去十年左右的时间里一直在努力实现的目标，”普林斯顿大学物理学家 Nathalie de Leon 说，她从事竞争性量子计算平台（包括谷歌）的工作。 “但仍有一些非常基本的基本部分需要展示。”
“你现在可以使用制药行业的整个工具箱来设计一种有趣的分子作为量子传感器，”卡尔斯鲁厄理工学院的化学家 Mario Ruben 说。 “合成空间实际上是无限的。”