В недавнем исследовании под руководством Игнасио Франко ученые с Университета Рочестера разработали революционный метод извлечения спектральной плотности молекул в растворителях. Это открытие имеет значительное значение для создания молекул с настраиваемыми квантовыми кохерентными свойствами и заложения основ для развивающихся квантовых технологий.
Квантовая механика со своей способностью частиц существовать в нескольких состояниях одновременно имеет потенциал изменить вычисления, коммуникацию и сенсоры. Однако, квантовые сверхпозиции сталкиваются с существенным вызовом, известным как квантовая декогеренция, при которой нежная сверхпозиция квантовых состояний нарушается при взаимодействии с окружающей средой.
Чтобы преодолеть этот вызов и полностью раскрыть потенциал квантовых технологий, ученым необходимо понять и контролировать квантовую декогеренцию. Это требует знания спектральной плотности, которая описывает, насколько быстро окружающая среда движется и взаимодействует с квантовой системой.
До недавнего времени точное измерение спектральной плотности для молекул с сложной химической средой было сложной задачей. Однако, команда под руководством Игнасио Франко разработала метод, использующий резонансные Рамановские эксперименты, который захватывает полную сложность этих химических сред.
Извлекая спектральную плотность, ученые могут не только понять скорость декогеренции, но и определить конкретные части химической среды, за это ответственные. Этот прорыв позволяет создавать карты путей декогеренции и связывать молекулярную структуру с квантовой декогеренцией.
В ходе исследования команда уделила особое внимание тимину, одному из строительных блоков ДНК. Они обнаружили, что определенные колебания в тимине доминируют в начальных стадиях декогеренции, тогда как растворитель влияет на более поздние стадии. Кроме того, химические модификации тимина могут значительно изменить скорость декогеренции.
Возможность создания молекул с устойчивыми когерентными свойствами открывает новые возможности для квантовых технологий. Понимая химические принципы, регулирующие квантовую декогеренцию, ученые теперь могут разрабатывать молекулы, настроенные под конкретные квантовые применения.
«Это исследование проложило путь к разработке химических принципов проектирования для развивающихся квантовых технологий», — говорит студент-химик Игнасио Густин, первый автор исследования.
Результаты данного исследования являются важным шагом в освоении мощи квантовой механики и будут способствовать развитию квантовых вычислений, коммуникации и сенсорных технологий.
Источник: UNIVERSITY RESEARCH NEWS
The source of the article is from the blog radardovalemg.com