Calculul cuantic, o tehnologie cu potențial de a transforma domenii precum medicina, știința și finanțele, utilizează qubiții ca unități fundamentale de informație. Spre deosebire de biții computerelor clasice (0 sau 1), qubiții pot exista în starea de 0, 1 sau o suprapunere a ambelor stări.
Această proprietate, numită suprapunere, permite efectuarea simultană a mai multor calcule. Un alt fenomen important este entanglementul cuantic, prin care stările a doi qubiți devin interdependente, indiferent de distanța dintre ei.
Modificarea stării unui qubit afectează instantaneu starea celuilalt. Aceste proprietăți permit computerelor cuantice să realizeze calcule complexe, precum modelarea moleculelor complexe sau optimizarea sistemelor complicate, imposibile pentru computerele tradiționale.
Sistemele actuale de calcul cuantic se bazează pe ioni prinși în câmpuri electromagnetice, atomi neutri imobilizați cu lasere de precizie sau circuite supraconductoare la temperaturi extrem de scăzute. Aceste tehnologii au limitări de complexitate, fiind proiectate pentru un singur qubit.
Moleculele, cu structura lor internă complexă, ar putea permite crearea de computere cuantice mai puternice, dar sunt instabile și dificil de controlat. O echipă de cercetători de la Harvard a reușit să utilizeze moleculele ca qubiți.
Au răcit molecule polare de sodiu-cesiu la temperaturi apropiate de zero absolut și le-au prins cu pensete optice. Prin exploatarea interacțiunilor electrice dintre molecule, au creat o stare cuantică încurcată, permițând construirea unei porți cuantice iSWAP.
Această descoperire reprezintă un pas important pentru calculul cuantic. Moleculele oferă potențial pentru calcule mai rapide și mai complexe, cu aplicații în medicină (modelarea interacțiunilor moleculare), știință (simularea reacțiilor chimice) și finanțe (optimizarea portofoliilor).
Descoperirea contribuie și la înțelegerea fizicii cuantice și ar putea inspira noi abordări pentru stabilizarea sistemelor cuantice. Integrarea moleculelor în computerele cuantice la scară largă prezintă provocări legate de manipulare și stabilizare.
Îmbunătățirea preciziei operațiilor și reducerea erorilor cauzate de mișcările moleculelor sunt obiective importante pentru cercetările viitoare.
