《科学》偶极分子构成新型量子位 有望提高计算效率

2025年03月27日 阅读量:134

元素百科介绍偶极分子构成一个新的量子位,预计将提高计算效率。据哈佛大学官方网站周一报道,哈佛大学首次将两个单原子组合成所谓的偶极分子。偶极分子可以构成一个新的量子位(量子信息的最小单位),因此新的研究预计将使科学家进一步开发更有效的元素,以促进量子计算的发展。

当原子结合在一起发生化学反应时,它们就会变成分子。分子是化学反应和生命本身的基石。过去,科学家将原子簇组合在实验室中创建分子,然后测量反应,以进一步了解分子之间的相互作用,从而更好地控制化学反应,设计新的量子材料。

这一次,哈佛大学化学生物学助理教授倪康坤的研究小组用一个钠原子和一个δ原子简化了这个过程。他们用激光捕获原子,冷却到极低温度,然后用另一束激光将原子激发到“激发态”,诱发化学反应,产生分子。

倪康坤向《科技日报》解释说:“每一种反应都是这样的:原子和分子在微观层面上单独结合。新实验的区别在于,我们首次使用两个单原子合成单个分子,并以前所未有的精确方式控制原子、分子和组合。虽然反应时间很短,但实验证明,化学反应可以在单个分子层面上进行研究和控制。”

倪康坤说:“我们在日常生活的各个方面都使用分子,但分子种类如此丰富,目前的计算机无法充分研究。如果我们有能够解决复杂问题并有效探索分子空间的量子计算机,那么分子甚至量子计算机的研究就会呈现出新的面貌。”

倪康坤表示,计划下一步是让原子更“脚踏实地”——将非电刺激状态结合起来,产生更长时间的分子反应。如果偶极分子可以在实验室中创建,那么更大、更复杂的分子也可以。


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