U nedavnom istraživanju koje je predvodio Ignacio Franco, istraživači sa Sveučilišta u Rochesteru razvili su revolucionarnu metodu za izvlačenje spektralne gustoće za molekule u otapalima. Ovo otkriće ima značajne implikacije za dizajniranje molekula s prilagođenim kvantnim koherencijama, postavljajući temelje za razvijanje kvantnih tehnologija.
Kvantna mehanika, s mogućnošću čestica da postoje u više stanja istovremeno, ima potencijal da revolucionizira računarstvo, komunikaciju i senzore. Međutim, kvantne superpozicije se suočavaju s izazovom poznatim kao kvantna dekoherencija, gdje se nježna superpozicija kvantnih stanja raspadne kada interakcira s okolinom.
Da bi prevladali ovaj izazov i iskoristili puni potencijal kvantnih tehnologija, znanstvenici moraju razumjeti i kontrolirati kvantnu dekoherenciju. Za to je potrebno poznavanje spektralne gustoće, koja opisuje brzinu kretanja okoline i interakcije s kvantnim sustavom.
Do sada je bilo teško precizno kvantificirati spektralnu gustoću za molekule s kompleksnim kemijskim okolinama. Međutim, tim kojim je rukovodio Ignacio Franco razvio je metodu korištenjem rezonantnih Ramanovih eksperimenata koja hvata punu složenost tih kemijskih okolina.
Izdvojivanjem spektralne gustoće, znanstvenici ne samo da mogu razumjeti brzinu kojom se dekoherencija događa, već i identificirati specifične dijelove kemijske okoline koji su za to odgovorni. Ovaj napredak omogućava mapiranje puteva dekoherencije i povezivanje molekularne strukture s kvantnom dekoherencijom.
Istraživanje tima usredotočeno je na timin, jednu od građevnih jedinica DNA. Otkrili su da određene vibracije u timinu dominiraju početnim fazama dekoherencije, dok otapalo utječe na kasnije faze. Nadalje, kemijske modifikacije timina značajno mogu izmijeniti stopu dekoherencije.
Sposobnost dizajniranja molekula s jakim koherencijama otvara nove mogućnosti za kvantne tehnologije. Razumijevanjem kemijskih principa koji vladaju kvantnom dekoherencijom, znanstvenici sada mogu razvijati molekule prilagođene određenim kvantnim primjenama.
“Ovo istraživanje sije put za razvoj kemijskih principa dizajna za novonastale kvantne tehnologije”, kaže Ignacio Gustin, doktorski student kemije i prvi autor studije.
Pronalasci iz ovog istraživanja predstavljaju ključan korak u iskorištavanju moći kvantne mehanike i doprinijet će napretku kvantnog računarstva, komunikacije i tehnologija senzora.
Izvor: NOVOSTI IZ ISTRAŽIVANJA SVEUČILIŠTA
The source of the article is from the blog publicsectortravel.org.uk