Các qubit mới hoạt động ở tần số viễn thông, mở rộng tiềm năng lượng tử

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Chicago, UC Berkeley, Phòng thí nghiệm Quốc gia Argonne và Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đã phát triển các qubit phân tử mới hoạt động ở tần số viễn thông, đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới mạng lượng tử có thể mở rộng và tương thích với hạ tầng cáp quang hiện có. Các qubit này sử dụng erbium, một nguyên tố đất hiếm nổi tiếng với các đặc tính quang học tinh khiết và tương tác từ mạnh mẽ, cho phép chúng kết nối khoảng cách giữa ánh sáng (được sử dụng để truyền thông tin lượng tử) và từ tính (cơ sở của nhiều thiết bị lượng tử). Nền tảng phân tử này cho phép thông tin lượng tử được mã hóa bằng từ tính và truy cập quang học ở bước sóng tương thích với công nghệ viễn thông hiện tại và quang điện tử silicon. Hoạt động ở tần số băng viễn thông, các qubit phân tử này có tiềm năng ứng dụng vượt ra ngoài phòng thí nghiệm, bao gồm truyền thông lượng tử siêu bảo mật, kết nối các máy tính lượng tử qua khoảng cách xa, và cảm biến ở quy mô nano trong các môi trường đa dạng như hệ sinh học hoặc chip dựa trên silicon. Tính linh hoạt hóa học và khả năng tương thích với hạ tầng quang học hiện có đặt chúng vào vị trí các khối xây dựng đầy hứa hẹn cho internet lượng tử trong tương lai. Nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của hóa học phân tử tổng hợp.