Фізики Інституту Макса Планка досягли фундаментальної квантової когерентності молекул на надчистій поверхні

Майже неможливі молекули. Вчені досягли фундаментальної квантової межі на надчистій поверхні

Як повідомляє НВ — Техно: 20 жовтня команда фізиків Інституту Макса Планка оголосила про досягнення фундаментального квантового рівня оптичної когерентності для молекул на надчистій поверхні. Для очищення поверхні органічного кристалічного матеріалу використано методику сублімації при дуже низьких температурах. Це дозволило досліджувати окремі молекули з безпрецедентною точністю. Результати дослідження опубліковані у науковому журналі Science.

Вперше було доведено, що молекули на поверхні можуть досягати граничного квантового рівня оптичної когерентності. Для очищення поверхні дослідники використовували сублімацію органічного кристалічного матеріалу, після чого поверхню охолоджували до кількох градусів вище абсолютного нуля, що становить приблизно -270 градусів Цельсія. Професор Вахід Сандогдар керував дослідженнями, а доктор Олексій Шкарін, співробітник інституту, пояснив, що

“якість таких квантових систем оцінюється часом когерентності - періодом, протягом якого молекула зберігає свою квантову природу”

.

Ключові етапи та переваги

На надчистій кристалічній поверхні молекули демонстрували досягнення межі Фур'є - фундаментальної межі, визначеної швидкістю вивільнення енергії в середовище. Взаємодія з поверхнею може орієнтувати молекули в заданих напрямках та змінювати їх енергетичні рівні й коливання. Планується поєднати цю технологію з атомно-силовою мікроскопією для локального контролю з точністю до нанометрів.

Ключові етапи методу включають:

• сублімацію органічного кристалічного матеріалу,
• охолодження до близько -270 °C,
• нанесення молекул за допомогою мікропечі та
• дослідження квантової когерентності.

Переваги розміщення квантових випромінювачів на поверхні полягають у можливості використання сканувальної тунельної та атомно-силової мікроскопії для точного контролю. Це відкриття має потенціал для розвитку квантових комп’ютерів і безпечного зв’язку.

Дослідження, проведене командою Інституту Макса Планка, є важливим кроком у напрямку розвитку квантових технологій. Відкриття надає нові можливості для вивчення молекулярних систем, що може суттєво вплинути на галузі, пов'язані з квантовими обчисленнями, квантовою криптографією та новими матеріалами. Застосування новітніх методів контролю молекул на надчистих поверхнях може сприяти розробці більш потужних і ефективних квантових систем у майбутньому.

Ці досягнення в галузі квантової фізики відкривають нові горизонти для досліджень, зокрема в контексті квантової заплутаності, яка була продемонстрована за кімнатної температури. Це може суттєво вплинути на подальше розуміння та застосування квантових систем у технологіях.