نینو ٹیکنالوجی ناؤ - پریس ریلیز: طبیعیات دان پہلی بار انفرادی مالیکیولز کو 'الجھاتے' ہیں، کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کے امکانات میں تیزی لاتے ہیں: اس کام میں جو زیادہ مضبوط کوانٹم کمپیوٹنگ کا باعث بن سکتا ہے، پرنسٹن کے محققین مالیکیولز کو کوانٹم الجھانے پر مجبور کرنے میں کامیاب ہو گئے ہیں۔

نینو ٹیکنالوجی ناؤ - پریس ریلیز: طبیعیات دان پہلی بار انفرادی مالیکیولز کو 'الجھاتے' ہیں، کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کے امکانات میں تیزی لاتے ہیں: اس کام میں جو زیادہ مضبوط کوانٹم کمپیوٹنگ کا باعث بن سکتا ہے، پرنسٹن کے محققین مالیکیولز کو کوانٹم الجھانے پر مجبور کرنے میں کامیاب ہو گئے ہیں۔

ماخذ نوڈ: 3017807

ہوم پیج (-) > پریس > Physicists ‘entangle’ individual molecules for the first time, hastening possibilities for quantum information processing: In work that could lead to more robust quantum computing, Princeton researchers have succeeded in forcing molecules into quantum entanglement

Laser setup for cooling, controlling, and entangling individual molecules.

CREDIT
Photo by Richard Soden, Department of Physics, Princeton University
Laser setup for cooling, controlling, and entangling individual molecules.

کریڈٹ
Photo by Richard Soden, Department of Physics, Princeton University

خلاصہ:
For the first time, a team of Princeton physicists have been able to link together individual molecules into special states that are quantum mechanically “entangled.” In these bizarre states, the molecules remain correlated with each other—and can interact simultaneously—even if they are miles apart, or indeed, even if they occupy opposite ends of the universe. This research was recently published in the journal Science.

طبیعیات دان پہلی بار انفرادی مالیکیولز کو 'الجھاتے' ہیں، کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ کے امکانات میں تیزی لاتے ہیں: اس کام میں جو زیادہ مضبوط کوانٹم کمپیوٹنگ کا باعث بن سکتا ہے، پرنسٹن کے محققین مالیکیولز کو کوانٹم الجھانے پر مجبور کرنے میں کامیاب ہو گئے ہیں۔


Princeton, NJ | Posted on December 8th, 2023

“This is a breakthrough in the world of molecules because of the fundamental importance of quantum entanglement,” said Lawrence Cheuk, assistant professor of physics at Princeton University and the senior author of the paper. “But it is also a breakthrough for practical applications because entangled molecules can be the building blocks for many future applications.”

These include, for example, quantum computers that can solve certain problems much faster than conventional computers, quantum simulators that can model complex materials whose behaviors are difficult to model, and quantum sensors that can measure faster than their traditional counterparts.

“One of the motivations in doing quantum science is that in the practical world it turns out that if you harness the laws of quantum mechanics, you can do a lot better in many areas,” said Connor Holland, a graduate student in the physics department and a co-author on the work.

The ability of quantum devices to outperform classical ones is known as “quantum advantage.” And at the core of quantum advantage are the principles of superposition and quantum entanglement. While a classical computer bit can assume the value of either 0 or 1, quantum bits, called qubits, can simultaneously be in a superposition of 0 and 1. The latter concept, entanglement, is a major cornerstone of quantum mechanics, and occurs when two particles become inextricably linked with each other so that this link persists, even if one particle is light years away from the other particle. It is the phenomenon that Albert Einstein, who at first questioned its validity, described as “spooky action at a distance.” Since then, physicists have demonstrated that entanglement is, in fact, an accurate description of the physical world and how reality is structured.

“Quantum entanglement is a fundamental concept,” said Cheuk, “but it is also the key ingredient that bestows quantum advantage.”

But building quantum advantage and achieving controllable quantum entanglement remains a challenge, not least because engineers and scientists are still unclear about which physical platform is best for creating qubits. In the past decades, many different technologies—such as trapped ions, photons, superconducting circuits, to name only a few—have been explored as candidates for quantum computers and devices. The optimal quantum system or qubit platform could very well depend on the specific application.

Until this experiment, however, molecules had long defied controllable quantum entanglement. But Cheuk and his colleagues found a way, through careful manipulation in the laboratory, to control individual molecules and coax them into these interlocking quantum states. They also believed that molecules have certain advantages—over atoms, for example—that made them especially well-suited for certain applications in quantum information processing and quantum simulation of complex materials. Compared to atoms, for example, molecules have more quantum degrees of freedom and can interact in new ways.

“What this means, in practical terms, is that there are new ways of storing and processing quantum information,” said Yukai Lu, a graduate student in electrical and computer engineering and a co-author of the paper. “For example, a molecule can vibrate and rotate in multiple modes. So, you can use two of these modes to encode a qubit. If the molecular species is polar, two molecules can interact even when spatially separated.”

Nonetheless, molecules have proven notoriously difficult to control in the laboratory because of their complexity. The very degrees of freedom that make them attractive also make them hard to control, or corral, in laboratory settings.

Cheuk and his team addressed many of these challenges through a carefully thought-out experiment. They first picked a molecular species that is both polar and can be cooled with lasers. They then laser-cooled the molecules to ultracold temperatures where quantum mechanics takes centerstage. Individual molecules were then picked up by a complex system of tightly focused laser beams, so-called “optical tweezers.” By engineering the positions of the tweezers, they were able to create large arrays of single molecules and individually position them into any desired one-dimensional configuration. For example, they created isolated pairs of molecules and also defect-free strings of molecules.

Next, they encoded a qubit into a non-rotating and rotating state of the molecule. They were able to show that this molecular qubit remained coherent, that is, it remembered its superposition. In short, the researchers demonstrated the ability to create well-controlled and coherent qubits out of individually controlled molecules.

To entangle the molecules, they had to make the molecule interact. By using a series of microwave pulses, they were able to make individual molecules interact with one another in a coherent fashion. By allowing the interaction to proceed for a precise amount of time, they were able to implement a two-qubit gate that entangled two molecules. This is significant because such an entangling two-qubit gate is a building block for both universal digital quantum computing and for simulation of complex materials.

The potential of this research for investigating different areas of quantum science is large, given the innovative features offered by this new platform of molecular tweezer arrays. In particular, the Princeton team is interested in exploring the physics of many interacting molecules, which can be used to simulate quantum many-body systems where interesting emergent behavior such as novel forms of magnetism can appear.

“Using molecules for quantum science is a new frontier and our demonstration of on-demand entanglement is a key step in demonstrating that molecules can be used as a viable platform for quantum science,” said Cheuk.

In a separate article published in the same issue of Science, an independent research group led by John Doyle and Kang-Kuen Ni at Harvard University and Wolfgang Ketterle at the Massachusetts Institute of Technology achieved similar results.

“The fact that they got the same results verify the reliability of our results,” Cheuk said. “They also show that molecular tweezer arrays are becoming an exciting new platform for quantum science.”

####

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
کیتھرین زنڈونیلا
پرنسٹن یونیورسٹی
آفس: 609-258-0541
ماہر رابطہ

Lawrence W. Cheuk
پرنسٹن یونیورسٹی
@ پرنسٹن

کاپی رائٹ © پرنسٹن یونیورسٹی

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک:
مزیدار
ہے Digg
Newsvine
گوگل
یاہو
اٹ
میگنولیاکوم
بھڑکنا
فیس بک

متعلقہ لنکس

The study, “On-Demand Entanglement of Molecules in a Reconfigurable Optical Tweezer Array,” by Connor M. Holland, Yukai Lu, and Lawrence W. Cheuk was published in Science on December 8, 2023. DOI: 10.1126/science.adf4272:

متعلقہ خبریں پریس

خبریں اور معلومات۔


دنیا کا پہلا منطقی کوانٹم پروسیسر: قابل اعتماد کوانٹم کمپیوٹنگ کی طرف اہم قدم دسمبر 8th، 2023


VUB ٹیم جگر کی سوزش کے خلاف پیش رفت نینو باڈی ٹیکنالوجی تیار کرتی ہے۔ دسمبر 8th، 2023


اب تک بنائے گئے سب سے زیادہ گرمی سے بچنے والے مادوں کی تلاش: UVA انجینئرنگ نے اعلی درجہ حرارت والے مواد کو آگے بڑھانے کے لیے DOD MURI ایوارڈ حاصل کیا دسمبر 8th، 2023


یونیورسٹی آف ٹورنٹو کے محققین نے نیا لپڈ نینو پارٹیکل دریافت کیا جو پٹھوں کے لیے مخصوص mRNA کی ترسیل کو ظاہر کرتا ہے، ہدف سے باہر کے اثرات کو کم کرتا ہے: مطالعہ کے نتائج ٹشو کے لیے مخصوص ionizable لپڈز پیدا کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں اور mRNA ویکسین ڈیزائن کے اصول پر دوبارہ غور کرنے کا اشارہ دیتے ہیں۔ دسمبر 8th، 2023

کوانٹم طبیعیات


تین جہتی نقطہ نظر کوانٹم اسپن مائعات کی خصوصیات کو پہچانتا ہے۔ نومبر 17th، 2023


نئے ٹولز بین الاقوامی خلائی اسٹیشن پر کوانٹم کیمسٹری کا مطالعہ کرنے میں مدد کریں گے: روچیسٹر پروفیسر نکولس بیگلو نے ناسا کی کولڈ ایٹم لیب میں کیے گئے تجربات کو تیار کرنے میں مدد کی تاکہ ہمارے آس پاس کی دنیا کی بنیادی نوعیت کی تحقیقات کی جاسکیں۔ نومبر 17th، 2023


اگلی نسل کی کوانٹم پروسیسنگ کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر آپٹیکل فائبر پر مبنی سنگل فوٹون لائٹ سورس: Ytterbium-doped آپٹیکل ریشوں سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ سرمایہ کاری مؤثر کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے راہ ہموار کریں گے۔ نومبر 3rd، 2023


"2D" کوانٹم سپر فلوئڈ چھونے میں کیسا محسوس ہوتا ہے۔ نومبر 3rd، 2023

طبعیات


اگلی نسل کی کوانٹم پروسیسنگ کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر آپٹیکل فائبر پر مبنی سنگل فوٹون لائٹ سورس: Ytterbium-doped آپٹیکل ریشوں سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ سرمایہ کاری مؤثر کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے راہ ہموار کریں گے۔ نومبر 3rd، 2023


"2D" کوانٹم سپر فلوئڈ چھونے میں کیسا محسوس ہوتا ہے۔ نومبر 3rd، 2023

ممکنہ مستقبل


دنیا کا پہلا منطقی کوانٹم پروسیسر: قابل اعتماد کوانٹم کمپیوٹنگ کی طرف اہم قدم دسمبر 8th، 2023


VUB ٹیم جگر کی سوزش کے خلاف پیش رفت نینو باڈی ٹیکنالوجی تیار کرتی ہے۔ دسمبر 8th، 2023


اب تک بنائے گئے سب سے زیادہ گرمی سے بچنے والے مادوں کی تلاش: UVA انجینئرنگ نے اعلی درجہ حرارت والے مواد کو آگے بڑھانے کے لیے DOD MURI ایوارڈ حاصل کیا دسمبر 8th، 2023


یونیورسٹی آف ٹورنٹو کے محققین نے نیا لپڈ نینو پارٹیکل دریافت کیا جو پٹھوں کے لیے مخصوص mRNA کی ترسیل کو ظاہر کرتا ہے، ہدف سے باہر کے اثرات کو کم کرتا ہے: مطالعہ کے نتائج ٹشو کے لیے مخصوص ionizable لپڈز پیدا کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں اور mRNA ویکسین ڈیزائن کے اصول پر دوبارہ غور کرنے کا اشارہ دیتے ہیں۔ دسمبر 8th، 2023

کوانٹم کمپیوٹنگ


دنیا کا پہلا منطقی کوانٹم پروسیسر: قابل اعتماد کوانٹم کمپیوٹنگ کی طرف اہم قدم دسمبر 8th، 2023


اگلی نسل کی کوانٹم پروسیسنگ کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر آپٹیکل فائبر پر مبنی سنگل فوٹون لائٹ سورس: Ytterbium-doped آپٹیکل ریشوں سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ سرمایہ کاری مؤثر کوانٹم ٹیکنالوجیز کے لیے راہ ہموار کریں گے۔ نومبر 3rd، 2023


ایک نیا کوبٹ پلیٹ فارم ایٹم کے ذریعے ایٹم بنایا گیا ہے۔ اکتوبر 6th، 2023


وارسا یونیورسٹی کے سائنسدانوں کی دریافت کوانٹم کمپیوٹرز کے لیے نیٹ ورک انٹرفیس کو فعال کر سکتی ہے۔ اکتوبر 6th، 2023

دریافتیں


جلد کی حساسیت کی تقلید کے لیے ایک رنگ پر مبنی سینسر: زیادہ خود مختار نرم روبوٹس اور پہننے کے قابل ٹیکنالوجیز کی طرف ایک قدم میں، EPFL محققین نے ایک ایسا آلہ بنایا ہے جو بیک وقت متعدد مکینیکل اور درجہ حرارت کے محرکات کو محسوس کرنے کے لیے رنگ کا استعمال کرتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


3D اسٹیکنگ فوٹوونک اور الیکٹرانک چپس کا تھرمل اثر: محققین تحقیقات کرتے ہیں کہ 3D انضمام کے تھرمل جرمانے کو کیسے کم کیا جا سکتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


ایلن انسٹی ٹیوٹ، چن زکربرگ انیشی ایٹو، اور واشنگٹن یونیورسٹی کے ذریعہ سیئٹل ہب برائے مصنوعی حیاتیات کا آغاز کیا گیا ہے، بیماری کے رازوں کو کھولنے کے لیے خلیوں کو ریکارڈنگ کے آلات میں تبدیل کرے گا: اپنی نوعیت کا پہلا تحقیقی اقدام یہ ظاہر کرنے کے لیے ٹیکنالوجیز تیار کرے گا کہ میں کیسے تبدیلیاں لاتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


پیش کرنا: 3D مواد کی الٹراساؤنڈ پر مبنی پرنٹنگ—ممکنہ طور پر جسم کے اندر دسمبر 8th، 2023

اعلانات


2D میٹریل AI ہارڈویئر کے لیے 3D الیکٹرانکس کی نئی شکل دیتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


جلد کی حساسیت کی تقلید کے لیے ایک رنگ پر مبنی سینسر: زیادہ خود مختار نرم روبوٹس اور پہننے کے قابل ٹیکنالوجیز کی طرف ایک قدم میں، EPFL محققین نے ایک ایسا آلہ بنایا ہے جو بیک وقت متعدد مکینیکل اور درجہ حرارت کے محرکات کو محسوس کرنے کے لیے رنگ کا استعمال کرتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


VUB ٹیم جگر کی سوزش کے خلاف پیش رفت نینو باڈی ٹیکنالوجی تیار کرتی ہے۔ دسمبر 8th، 2023


اب تک بنائے گئے سب سے زیادہ گرمی سے بچنے والے مادوں کی تلاش: UVA انجینئرنگ نے اعلی درجہ حرارت والے مواد کو آگے بڑھانے کے لیے DOD MURI ایوارڈ حاصل کیا دسمبر 8th، 2023

انٹرویوز/کتابوں کے جائزے/مضمون/رپورٹس/پوڈکاسٹ/جرائد/سفید کاغذات/پوسٹر


2D میٹریل AI ہارڈویئر کے لیے 3D الیکٹرانکس کی نئی شکل دیتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


جلد کی حساسیت کی تقلید کے لیے ایک رنگ پر مبنی سینسر: زیادہ خود مختار نرم روبوٹس اور پہننے کے قابل ٹیکنالوجیز کی طرف ایک قدم میں، EPFL محققین نے ایک ایسا آلہ بنایا ہے جو بیک وقت متعدد مکینیکل اور درجہ حرارت کے محرکات کو محسوس کرنے کے لیے رنگ کا استعمال کرتا ہے۔ دسمبر 8th، 2023


دنیا کا پہلا منطقی کوانٹم پروسیسر: قابل اعتماد کوانٹم کمپیوٹنگ کی طرف اہم قدم دسمبر 8th، 2023


VUB ٹیم جگر کی سوزش کے خلاف پیش رفت نینو باڈی ٹیکنالوجی تیار کرتی ہے۔ دسمبر 8th، 2023

کوانٹم نینو سائنس


"2D" کوانٹم سپر فلوئڈ چھونے میں کیسا محسوس ہوتا ہے۔ نومبر 3rd، 2023


ایک نیا کوبٹ پلیٹ فارم ایٹم کے ذریعے ایٹم بنایا گیا ہے۔ اکتوبر 6th، 2023


مکینیکل آسکیلیٹر ٹیکنالوجی میں کوانٹم لیپ اگست 11th، 2023


کوانٹم ڈانس کی نقاب کشائی: تجربات کمپن اور الیکٹرانک حرکیات کے گٹھ جوڑ کو ظاہر کرتے ہیں: الٹرا فاسٹ لیزرز اور ایکس رے کے ساتھ مالیکیولز میں انکشاف الیکٹرانک اور جوہری حرکیات کا جوڑا جولائی 21st، 2023

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ نینو ٹیکنالوجی ناؤ حالیہ خبریں۔

لیتھیم سے آگے: میگنیشیم ریچارج ایبل بیٹریوں کے لیے ایک امید افزا کیتھوڈ مواد: سائنسدانوں نے میگنیشیم سیکنڈری بیٹری کیتھوڈ کی بہترین ساخت دریافت کی تاکہ بہتر سائیکلبلٹی اور بیٹری کی اعلیٰ صلاحیت حاصل کی جا سکے۔

ماخذ نوڈ: 1956201
ٹائم اسٹیمپ: فروری 14، 2023

نینو ٹیکنالوجی ناؤ - پریس ریلیز: یونیورسٹی آف ٹورنٹو کے محققین نے نئے لپڈ نینو پارٹیکل دریافت کیے جو پٹھوں کے لیے مخصوص mRNA کی ترسیل کو ظاہر کرتا ہے، ہدف سے باہر ہونے والے اثرات کو کم کرتا ہے: مطالعہ کے نتائج ٹشو کے لیے مخصوص ionizable لپڈز پیدا کرنے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں اور mRNA ویکسین کے ڈیزائن پر دوبارہ غور کرنے کا اشارہ دیتے ہیں۔

ماخذ نوڈ: 3024680
ٹائم اسٹیمپ: دسمبر 19، 2023