量子计算机可以极大地增强IT系统的能力，给全世界带来重大变化。然而要真正制造出这样一种装置，还有很长的路要走，因为目前还不可能将现有的分子概念以一种实际的方式转化为技术。这并没有阻止世界各地研究人员开发和优化针对单个组件的新想法。德国耶拿弗里德里希席勒大学的化学家们现在已经合成出一种分子：可以在量子计算机中执行计算单元功能，其研究发表在最新一期的《化学通讯》上。耶拿大学的温弗里德·普拉斯教授说：要想把分子用作量子（量子计算机中基本的信息单位）它需要有足够长的自旋态，这种自旋态可以从外部操纵。这意味着分子电子相互作用的自旋形成的状态，也就是自旋状态，必须足够稳定，以便人们能够输入和读出信息。
博科园-科学科普：这种分子被称为配位化合物，包括有机和金属两部分，有机材料形成了一个框架，金属离子以一种非常特殊的方式被放置在其中，在例子中，这是一个三核铜络合物。它的特别之处在于，在分子内部，铜离子形成了一个精确的等边三角形。只有这样，三个铜原子核的电子自旋才能如此强烈地相互作用，使分子形成一种自旋状态，这使它成为一个可以从外部操纵的量子位。尽管我们在理论上已经知道我们的分子应该是什么样，但是这种合成仍然是一个相当大的挑战，特别是实现等边三角形定位是困难的，因为必须使分子结晶才能精确地表征它。
耶拿大学的博士生本杰明·金采尔正在研究一种新型分子晶体的实验室容器，这种新型分子可能被用于量子计算机。图片：Jan-Peter Kasper/FSU
很难预测这种粒子在晶体中的行为，然而通过使用各种不同的化学工具和微调程序，研究人员成功地达到了预期的结果。根据理论预测，与其他量子位相比，耶拿制造的分子提供了一个额外的基本优势。我们铜化合物的理论构建计划提供了利用电场可以在分子水平上控制其自旋状态，到目前为止，磁场主要被使用，但有了磁场，你就不能只关注单个分子了。”英国牛津的一个研究小组该公司正与耶拿的化学家合作，目前正在耶拿大学(University of Jena)进行实验，研究这种分子合成的特性。
博科园-科学科普｜研究/来自：耶拿弗里德里希席勒大学
参考期刊文献:《Chemical Communications》
DOI: 10.1039/c8cc06741d
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