Meredith Fore, Çikaqo Universiteti

Robert Egan tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriPh.D. tələbələr Leah Weiss (solda) və Grant Smith professor David Awschalomun laboratoriyasında işləyirlər. (Foto Con Zich). Kredit: John Zich

Çikaqo Universiteti, Kaliforniya Berkli Universiteti, Arqon Milli Laboratoriyası və Lourens Berkli Milli Laboratoriyasından bir qrup elm adamı işıq və maqnitçilik arasındakı boşluğu dolduran və telekommunikasiya texnologiyası ilə eyni tezliklərdə işləyən molekulyar kubitlər hazırlayıb. Bu gün “Science” jurnalında dərc edilən bu avans , mövcud fiber-optik şəbəkələrlə problemsiz inteqrasiya edə bilən genişlənə bilən kvant texnologiyaları üçün perspektivli yeni tikinti bloku yaradır.

Yeni molekulyar kubitlər telekommunikasiya zolağı tezliklərində qarşılıqlı əlaqədə ola bildiyi üçün iş gələcək kvant şəbəkələrinə yönəlir – bəzən ” kvant interneti ” də deyilir. Belə şəbəkələr ultra təhlükəsiz rabitə kanallarını işə sala, kvant kompüterlərini uzaq məsafələrə birləşdirə və kvant sensorlarını görünməmiş dəqiqliklə paylaya bilər.

Molekulyar kubitlər yüksək həssas kvant sensorları kimi də xidmət edə bilər; onların kiçik ölçüləri və kimyəvi çevikliyi onların maqnit sahələrini, temperaturu və ya təzyiqi nanomiqyasda ölçmək üçün bioloji sistemlər kimi qeyri-adi mühitlərə yerləşdirilə biləcəyini bildirir . Silikon fotonika ilə uyğunlaşdıqları üçün bu molekullar bilavasitə çiplərə inteqrasiya olunaraq hesablama, rabitə və ya zondlama üçün istifadə oluna bilən kompakt kvant cihazlarına yol aça bilər.

Yeni molekulyar qubitdə nadir torpaq elementi olan erbium var. Nadir torpaqlar klassik texnologiyalarda, eləcə də yeni yaranan kvant texnologiyalarında istifadə olunur , çünki onlar işığı digər elementlərə nisbətən çox “təmiz” udurlar və yayırlar, lakin onlar həm də maqnit sahələri ilə güclü qarşılıqlı əlaqədə olurlar.

“Bu molekullar maqnetizm dünyası ilə optika dünyası arasında nanoölçülü körpü rolunu oynaya bilər” dedi Çikaqo Pritzker Universitetinin Molekulyar Mühəndislik Məktəbinin (UChicago PME) doktoranturadan sonrakı alimi və məqalənin birinci müəllifi Leah Weiss. “Məlumat bir molekulun maqnit vəziyyətində kodlaşdırıla və sonra optik lif şəbəkələri və silikon fotonik sxemlərin əsasını təşkil edən yaxşı inkişaf etmiş texnologiyalara uyğun dalğa uzunluqlarında işıqla əldə edilə bilər.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1759480935&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-molecular-qubits-communicate-telecom-frequencies.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4xMjgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjEyOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMTI4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1759480934994&bpp=1&bdt=201&idt=28&shv=r20251001&mjsv=m202509240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759480920%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1759480920%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1759480920%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6747818222602&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2150&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31094917%2C95370627%2C95371228%2C95372358&oid=2&pvsid=5496774950328877&tmod=1102675490&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=130

Kvant səviyyəsində işıq və maqnetizm arasındakı əlaqə incə və mürəkkəbdir. İşıq çox vaxt kvant məlumatının necə ötürüldüyü və oxunduğudur; maqnetizm sensorlar və müəyyən növ kvant kompüterləri kimi müxtəlif kvant texnologiyalarının əsasını təşkil edən unikal kvant xassəsi olan “fırlanma” ilə dərindən bağlıdır.

Bu iş iki sahənin təməli üzərində qurulur: lazerlər və kvant şəbəkələrində tətbiqləri olan kvant optikası və maqnit rezonans görüntüləmə (MRT) maşınlarında istifadə olunan kontrast maddələrdən məsul olan sintetik kimya – aralarındakı uçurumu aradan qaldıra biləcək molekulyar tikinti bloku yaratmaq.

“Nadir torpaq kimyası bizə bu imkanları molekulyar sistemə gətirməyə imkan verən xassələrin təsadüfi birləşməsini təmin etdi” dedi PME-nin aspirantı və digər ilk müəllif Qrant Smit.

“Molekulyar spin kubitlərində optik sərbəstlik dərəcələrinin istifadəsini inkişaf etdirmək üçün maraqlı platforma kimi buna işarə edən çox şey var idi. Bu işin və daha geniş şəkildə laboratoriyada aparılan işin əsas diqqət mərkəzindən biri odur ki, biz nəzarət edə və qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyimiz kvant sistemləri və materiallarının gamutunu həqiqətən genişləndirmək istəyirik.” Bunu etməklə, o deyir ki, “onlardan istifadə etmək və texnologiyalara inteqrasiya etmək üçün yeni və qeyri-ənənəvi yollar haqqında düşünməyə başlaya bilərsiniz.”

Optik spektroskopiya və mikrodalğalı üsullardan istifadə edərək komanda nümayiş etdirdi ki, erbium molekulyar kubitləri telekommunikasiya, yüksək performanslı hesablama və qabaqcıl sensorlarda istifadə olunan silisium fotonikasına uyğun tezliklərdən istifadə edir. Tədqiqatçılar deyirlər ki, yetkin texnologiyalarla bu uyğunluq kvant şəbəkələri üçün hibrid molekulyar-fotonik platformaların inkişafını sürətləndirə bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Çikaqo Universitetinin Molekulyar Mühəndislik və Fizika üzrə Liew Ailəsi Professoru və İnvestiqa tədqiqatının rəhbəri David Awschalom, “Bu erbium molekulyar kubitlərinin çox yönlülüyünü nümayiş etdirməklə, biz bugünkü optik infrastruktura birbaşa qoşula bilən genişlənə bilən kvant şəbəkələrinə doğru daha bir addım atırıq” dedi.

“Biz həmçinin nümayiş etdirmişik ki, bu atom mühəndisliyi kubitləri çox kubitli arxitekturalar üçün lazım olan imkanlara malikdir və bu, kvant algılama və hibrid üzvi-qeyri-üzvi kvant sistemləri də daxil olmaqla geniş spektrli tətbiqlərə qapı açır.”

Həm Weiss, həm də Smit UC Berkeley-dəki kimyaçılarla, xüsusən də Jeffrey Long-un tədqiqat qrupunda birinci müəllifi Rayan Murphy ilə əməkdaşlığının vacibliyini vurğulayaraq bunu iş üçün “tamamilə kritik” və “imtiyaz” adlandırdılar.

“Sintetik molekulyar kimya nadir torpaq ionlarının elektron və optik xassələrini adi bərk cisim substratlarında əldə etmək çətin ola biləcək üsullarla optimallaşdırmaq imkanı verir” dedi Merfi. “Bu araşdırma, sadəcə olaraq, əldə edə biləcəyimizi düşündüyümüz şeylərin səthini cızır.”

“Bizim işimiz göstərir ki, sintetik kimya molekulyar səviyyədə kvant materiallarını layihələndirmək və idarə etmək üçün istifadə edilə bilər” dedi Lonq, UC Berkeley-də kimya professoru və əsas tədqiqatçı. “Bu, şəbəkələşmə, hissetmə və hesablamada tətbiqlərlə xüsusi hazırlanmış kvant sistemlərinin yaradılması üçün güclü marşruta işarə edir.”

Daha çox məlumat: Leah R. Weiss et al, Telekommunikasiya dalğa uzunluqlarında yüksək rezolyusiyaya malik molekulyar spin-foton interfeysi, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.ady8677

Jurnal məlumatı: Elm 

Çikaqo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir