Ученые из Российского квантового центра, НИТУ МИСИС, Математического института им. В.А. Стеклова РАН и МФТИ обосновали возможность создания многоуровневого квантового процессора на полярных молекулах.

Ранее такие системы уже создавались на сверхпроводниках, ионах, атомах и других физических платформах. В новой работе исследователи рассмотрели потенциал применения в качестве основы ультрахолодные полярные молекулы.

Среди их особенностей — наличие собственного электрического дипольного момента. Это означает, что одна часть молекул имеет небольшой избыток положительного заряда, а другая — отрицательного. Благодаря этому соседние молекулы взаимодействуют друг с другом, что позволяет выполнять над ними квантовые операции.

В качестве рабочих состояний использовались вращательные уровни молекул. Такой подход дает им возможность выступать кубитом (два состояния единицы информации) либо кудитом (три, четыре и более).

По словам ученых, они «продемонстрировали потенциальную применимость полярных молекул не только в качестве отдельных носителей квантовой информации, но и как основы для масштабируемого кудитного процессора».