У британских учёных получилось провести увеличение времени когерентности в ультрахолодных полярных молекулах RbCs, которые были пойманы в оптические ловушки. Для этого ими было найдено оптимальное значение индукции магнитного поля и угол между ней и поляризацией лазера, формирующего ловушку.
Известно, что квантовая когерентность представляет собой очень важный ресурс, который в современной науке пытаются накопить и увеличить. Она связана со способностью квантовых систем сохранять суперпозиционные свойства, необходимые для множества квантовых технологий. А польза когерентности, прежде всего, заключается в квантовых вычислениях и квантовых симуляциях.
С вопросом потери когерентности — декогеренции — сталкивается каждый из разработчиков кубита (базовый элемент квантового вычислителя). В современном мире существует несколько основных реализаций кубита, для каждого из которых декогеренция становится ограничивающим фактором при создании квантового компьютера. Именно поэтому специалистами продолжается поиск систем хранения квантовой информации, время когерентности которых является достаточно большим.
Кандидатами на роль кубитов являются среди прочих и ультрахолодные полярные молекулы, удерживаемые в оптических ловушках.
Группой британских физиков под руководством Джереми Хатсона (Jeremy Hutson) из Даремского университета было проведено изучение времени хранения когерентности в ультрахолодных молекулах RbCs и рассмотрены причины, формирующие это время. В результате проведения множества экспериментов учёным удалось не только изучить особенности ультрахолодных полярных молекул, но и увеличить время хранения когерентности.
Для этой цели исследователями было приготовлено около трех тысяч молекул RbCs при температуре 700 нанокельвин в оптической ловушке. В качестве пары кубитовых состояний они использовали показатели (0,4)1 и (0,3)0 (|0> и |1>, соответственно), где первое значение обозначает вращательное квантовое число молекулы, второе — проекцию полного углового момента на ось магнитного поля, а индекс нумерует состояния по энергии. Переводя молекулы в состояние равной суперпозиции, специалистами было проанализировано, как долго оно существует, по свойствам осцилляций Рамси.
Подробнее об этом можно прочитать в научном журнале в Nature Physics.
