นักวิจัยในจีนได้แสดงให้เห็นว่าการหมุนของโมเลกุลควอนตัมบิต (qubit) สามารถคงความเชื่อมโยงกันนานกว่า 1 มิลลิวินาที ซึ่งนานพอที่จะดำเนินการทางตรรกะพื้นฐาน 145,000 รายการ ตัวเลขนี้เรียกว่า “ตัวเลขแห่งบุญ” ของ qubit ซึ่งสูงกว่าที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้ถึง 40 เท่าสำหรับโมเลกุลนี้ ช่วยเพิ่มโอกาสที่ qubits ดังกล่าวจะถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันการคำนวณควอนตัม
เช่นเดียวกับการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์และการตรวจจับควอนตัม
โดยหลักการแล้ว คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้เร็วกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมมาก เนื่องจากพวกมันใช้ประโยชน์จากความสามารถของอนุภาคควอนตัมในการซ้อนทับกันของสถานะสองสถานะหรือมากกว่าในเวลาเดียวกัน (ซึ่งต่างจากบิตแบบคลาสสิกที่มีสถานะ 0 และ 1 เท่านั้น) . ผู้สมัครที่น่าสนใจสำหรับ qubits ได้แก่ วงจรตัวนำยิ่งยวด, ไอออนที่ติดอยู่, ข้อบกพร่องในวัสดุที่เป็นของแข็งและจุดควอนตัม
อิเล็กตรอนหมุนในโมเลกุลแม่เหล็กเป็นคิวบิต
เมื่อเร็ว ๆ นี้การหมุนของอิเล็กตรอนในโมเลกุลแม่เหล็กได้กลายเป็นความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งของ qubit เมื่อเทียบกับระบบทางกายภาพอื่นๆ โมเลกุล qubits เหล่านี้มีข้อดีหลายประการ ประการหนึ่ง นักวิจัยสามารถปรับแต่งโครงสร้างได้อย่างง่ายดายโดยการเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมี นอกจากนี้ยังค่อนข้างตรงไปตรงมาในการสร้างคิวบิตโมเลกุลที่เหมือนกันจำนวนมากและฝากไว้ในอาร์เรย์ปกติเพื่อสร้างวงจร
อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับ qubits ทั้งหมด สถานะ superposed ใน qubit ระดับโมเลกุลมีความเปราะบางและถูกรบกวนได้ง่ายจากเสียงรบกวนในสิ่งแวดล้อม เสียงรบกวนนี้ทำลายข้อมูลควอนตัมที่เก็บไว้ในรัฐ ในกระบวนการที่เรียกว่าการแยกส่วน แม้ว่าจะมีวิธีการต่างๆ มากมายในการเอาชนะการแยกส่วนในโมเลกุล qubits (รวมถึงการเจือจาง qubits ในเมทริกซ์ไดอะแมกเนติก การเสริมความแข็งแกร่งของโมเลกุลและการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไอโซโทรปิก) ระยะเวลาในการเชื่อมโยงกันที่ยาวที่สุดที่วัดได้สำหรับ qubit ของโมเลกุลจนถึงปัจจุบันนั้นน้อยกว่าหนึ่งมิลลิวินาที
เทคนิคการแยกส่วนแบบไดนามิก
ทีมงานของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในเหอเฟย์ได้ปรับปรุงตัวเลขดังกล่าวโดยใช้คลื่นไมโครเวฟเพื่อ “พลิก” สถานะควอนตัมของโมเลกุล qubits ซึ่งเป็นวิธีการที่เรียกว่าการแยกส่วนแบบไดนามิก ตามที่สมาชิกในทีมXing Rongอธิบาย การกลับสถานะการหมุนของอิเล็กตรอนของโมเลกุลจะทำให้เกิดการมีเพศสัมพันธ์หรือการโต้ตอบกันระหว่าง qubit กับสิ่งแวดล้อมอย่างมาก ดังนั้นจึงเป็นการยืดเวลาการเชื่อมโยงกันของ qubit
Rong และเพื่อนร่วมงานสร้าง qubits โมเลกุลจากสารเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชัน (PPh4) 2 [Cu(mnt) 2 ] ด้วยการใช้สเปกโตรมิเตอร์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์เรโซแนนซ์อิเล็กตรอนแบบพัลซิ่งเชิงพาณิชย์เชิงพาณิชย์ที่ดัดแปลงแล้ว พวกเขาวัดเวลาที่เชื่อมโยงกันที่ 1.4 มิลลิวินาทีสำหรับระบบ ค่าที่ดีที่สุดก่อนหน้านี้สำหรับวัสดุคือ 6.8 μs
การใช้งานและความท้าทายในอนาคต
“วิธีการแยกส่วนแบบไดนามิกที่อธิบายไว้ในงานของเราไม่ต้องการให้เราปรับเปลี่ยนโมเลกุลเป็นพิเศษ ตรงกันข้ามกับวิธีอื่นๆ” Rong กล่าวกับPhysics World “เวลาที่เชื่อมโยงกันอีกต่อไปที่เราวัดได้สามารถทำให้คิวบิตของโมเลกุลสามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง – ไม่เพียง แต่ในด้านการคำนวณควอนตัมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์ด้วยแม่เหล็กและการตรวจจับควอนตัมด้วย”
อะตอมที่หมุนบนพื้นผิวทำให้เกิดควอนตัมบิตที่ดี
นักวิจัยซึ่งรายงานผลงานของพวกเขาในChinese Physics Lettersกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะควบคุมการหมุนวนของ qubit ของโมเลกุลในระดับโมเลกุลเดียว “นี่เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับคิวบิตระดับโมเลกุลในการประมวลผลข้อมูลควอนตัม และเป็นสิ่งที่ท้าทายมากเพราะสัญญาณจากคิวบิตโมเลกุลเดี่ยวนั้นอ่อนแอมาก” Rong กล่าว
อธิบายไว้ในInternational Journal of Radiation Oncology, Biology, Physicsการค้นพบนี้อาจมีความหมายที่สำคัญสำหรับการปรับปรุงการรักษาโรคมะเร็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การรักษาเนื้องอกในสมองที่เป็นมะเร็ง นอกจากการปรับปรุงผลลัพธ์การรอดชีวิตแล้ว µsPEF ยังทำให้ CSC ไวต่อรังสีก่อนการฉายรังสี วิธีนี้ช่วยให้ส่งรังสีไปยังสมองในปริมาณที่น้อยลง ซึ่งอาจช่วยลดความเสี่ยงของความเสียหายทางระบบประสาท โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อรักษาผู้ป่วยเด็ก
การแพ้แบบเลือกได้
สนามไฟฟ้าพัลซ์ที่มีแอมพลิจูดสูงและระยะเวลาสั้นเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการกระตุ้นให้เกิดอิเล็กโตรโพเรชันของเซลล์ ซึ่งเยื่อหุ้มเซลล์จะซึมผ่านไอออนและโมเลกุลขนาดใหญ่มากขึ้น วิธีการหนึ่งดังกล่าว การบำบัดด้วยไฟฟ้าเคมี ซึ่งช่วยให้ยาเคมีบำบัดสามารถซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ดีขึ้น ปัจจุบันมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาเนื้องอกที่ผิวเผินและเนื้องอกลึก อื่นๆ เช่น irreversible electroporation (IRE) และ IRE ความถี่สูง (H-FIRE) ทำให้เซลล์ตายโดยไม่ใช่ความร้อนโดยตรง ประสิทธิภาพของ IRE และ H-FIRE ในการรักษามะเร็งหลายชนิดกำลังได้รับการประเมินในการทดลองทางคลินิกจำนวนมาก
การบำบัดด้วยไฟฟ้าเหล่านี้ยังเสนอความเป็นไปได้ในการเลือกเป้าหมาย CSC CSC มีอยู่ในมะเร็งสมองและเชื่อว่ามีส่วนรับผิดชอบต่ออัตราการงอกใหม่อย่างรวดเร็วและการกลับเป็นซ้ำของเนื้องอกในสมองที่สูงมากหลังการรักษา มะเร็งสมองในเด็กมีความน่าสนใจเป็นพิเศษ เช่น มะเร็งเม็ดเลือด (medulloblastoma) ซึ่งเป็นเนื้องอกในสมองที่ร้ายแรงที่สุดในเด็ก
ผู้เขียนนำMirella Tanoriและเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบผลกระทบของ µsPEF ต่อเซลล์ D283Med ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ medulloblastoma ของมนุษย์ที่รายงานว่าอุดมไปด้วย CSCs และในเซลล์ต้นกำเนิด astrocyte ของมนุษย์ (NHA) ปกติ
Credit : middletonspreserves.com monclerjacketsonlineshop.com nfopptv.com norgicpropecia.com
