卡尔斯鲁厄理工学院 基于铕(ⅲ)，科学家们致力于推进量子计算机的发展
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Kuppusamy，KIT 光可以用来操作量子信息处理系统
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快速高效的量子计算机
卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和奇米·帕里施泰克/ CNRS的研究人员现在已经大大推进了适合用作光寻址基本量子单元的分子基材料的开发
正如他们在《自然通讯》杂志上报道的那样，他们首次证明了用光处理铕(ⅲ)稀土离子分子复合物的核自旋水平的可能性
无论是在药物开发、通讯还是气候预测方面，快速高效地处理信息在许多领域都至关重要
目前这项工作是使用数字计算机完成的，这些计算机使用所谓的比特
一个位的状态不是0就是1——两者之间没有任何东西
这严重限制了数字计算机的性能，并且处理与现实世界任务相关的复杂问题变得越来越困难和耗时
另一方面，量子计算机使用量子比特来处理信息
由于被称为量子叠加的特殊量子力学性质，一个量子比特可以同时处于0和1之间的许多不同状态
这使得并行处理数据成为可能，与数字计算机相比，量子计算机的计算能力成倍提高
量子比特叠加态需要持续足够长的时间 “为了开发实际应用的量子计算机，量子比特的叠加态应该持续足够长的时间
研究人员称之为“相干寿命”，基特纳米技术研究所分子材料研究小组组长马里奥·鲁本教授解释道
“然而，量子位的叠加态是脆弱的，会受到环境波动的干扰，从而导致退相干，我
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相干寿命的缩短
“为了保持叠加态足够长的时间用于计算操作，将量子位与嘈杂的环境隔离开来是可以想象的
分子中的核自旋能级可以用来产生具有长相干寿命的叠加态，因为核自旋与环境弱耦合，保护量子位的叠加态不受外界干扰
充当量子位的铕配合物，其中核自旋密度由光控制
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Grupe KIT 分子非常适合作为量子位系统 然而，一个单独的量子比特不足以建造一台量子计算机
需要组织和寻址许多量子位
分子代表理想的量子位系统，因为它们可以以足够大的数量排列成相同的可伸缩单元，并且可以用光寻址以执行量子位操作
此外，分子的物理性质，例如发射和/或磁性，可以通过使用化学设计原理改变它们的结构来定制
在他们发表在《自然通讯》杂志上的论文中，由基特的IQMT和斯特拉斯堡的欧洲量子科学中心的马里奥·鲁本教授领导的研究人员
法国巴黎高等学校菲利普·戈德纳(Philippe Goldner)提出了一个含核自旋的二聚铕(III)分子作为光寻址量子位
该分子属于稀土金属，被设计成显示发光，即
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，一种以铕(ⅲ)为中心的敏化发射，由中心周围的吸收紫外光的配体激发
光吸收后，配体将光能转移到铕(ⅲ)中心，从而激发它
激发态中心到基态的弛豫导致发光
整个过程被称为敏化发光
光谱烧孔——用激光进行的特殊实验——检测核自旋水平的极化，表明产生了有效的光-核自旋界面
后者使得基于核自旋能级的光寻址超精细量子比特的产生成为可能
“通过首次演示铕(ⅲ)分子中光诱导的自旋极化，我们成功地向基于含稀土离子分子的量子计算架构的发展迈出了有希望的一步，”博士解释说
菲利普·戈德纳
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