Дыхание между атомами - строительный блок квантовой технологии
Исследователи из Вашингтонского университета обнаружили, что могут обнаруживать атомное «дыхание» или механическую вибрацию между двумя слоями атомов, наблюдая за типом света, излучаемого этими атомами при стимуляции лазером. Звук этого атомного «дыхания» может помочь исследователям кодировать и передавать квантовую информацию. Исследователи также разработали устройство, которое может служить новым типом строительного блока для квантовых технологий, которые, как многие ожидают, будут иметь много будущих применений в таких областях, как вычисления, связь и разработка датчиков. Исследователи опубликовали эти выводы 1 июня в журнале Nature Nanotechnology. «Это новая платформа атомарного масштаба, использующая то, что научное сообщество называет «оптомеханикой», в которой световые и механические движения неразрывно связаны друг с другом», — сказал старший автор Мо Ли, профессор UW в области электротехники, вычислительной техники и физики. . «Он обеспечивает новый тип квантового эффекта, который можно использовать для управления одиночными фотонами, проходящими через интегральные оптические схемы, для многих приложений».
Ранее команда изучала квазичастицу квантового уровня под названием «экситон». Информация может быть закодирована в экситон, а затем высвобождена в виде фотона — крошечной частицы энергии, которая считается квантовой единицей света. Квантовые свойства каждого излучаемого фотона, такие как поляризация фотона, длина волны и/или время испускания, могут функционировать как квантовый бит информации или «кубит» для квантовых вычислений и связи. И поскольку этот кубит переносится фотоном, он движется со скоростью света. «Взгляд на это исследование с высоты птичьего полета заключается в том, что для того, чтобы иметь квантовую сеть, нам нужны способы надежного создания, работы, хранения и передачи кубитов», — сказала ведущий автор Адина Рипин, докторант физики Университета Вашингтона. «Фотоны — естественный выбор для передачи этой квантовой информации, потому что оптические волокна позволяют нам транспортировать фотоны на большие расстояния на высоких скоростях с низкими потерями энергии или информации».
Исследователи работали с экситонами, чтобы создать излучатель одиночных фотонов, или «квантовый излучатель», который является важным компонентом квантовых технологий, основанных на свете и оптике. Для этого команда поместила друг на друга два тонких слоя атомов вольфрама и селена, известных как диселенид вольфрама. Когда исследователи применили точный импульс лазерного света, они выбили электрон атома диселенида вольфрама от ядра, что привело к образованию экситонной квазичастицы. Каждый экситон состоял из отрицательно заряженного электрона на одном слое диселенида вольфрама и положительно заряженной дырки на месте, где раньше находился электрон, на другом слое. А поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, электрон и дырка в каждом экситоне были тесно связаны друг с другом. Через короткое время, когда электрон упал обратно в дыру, которую он ранее занимал, экситон испустил один фотон, закодированный квантовой информацией, создав квантовый излучатель, который команда стремилась создать.
Но команда обнаружила, что атомы диселенида вольфрама испускают другой тип квазичастиц, известный как фонон. Фононы являются продуктом атомной вибрации, похожей на дыхание. Здесь два атомных слоя диселенида вольфрама действовали как крошечные барабанные пластины, вибрирующие относительно друг друга, которые генерировали фононы. Это первый раз, когда фононы наблюдались в одном излучателе фотонов в двумерной атомной системе такого типа. Когда исследователи измерили спектр излучаемого света, они заметили несколько пиков, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Каждый отдельный фотон, испускаемый экситоном, был связан с одним или несколькими фононами. Это чем-то похоже на восхождение по лестнице квантовой энергии по одной ступени за раз, и на спектре эти энергетические всплески были визуально представлены пиками, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга.
«Фонон — это естественная квантовая вибрация материала диселенида вольфрама, и он имеет эффект вертикального растяжения экситонной электронно-дырочной пары, находящейся в двух слоях», — сказал Ли, который также является членом руководящего комитета. QuantumX UW и является преподавателем Института наноинженерных систем. «Это оказывает удивительно сильное влияние на оптические свойства фотона, испускаемого экситоном, о чем раньше никогда не сообщалось». Исследователям было любопытно, смогут ли они использовать фононы для квантовых технологий. Они приложили электрическое напряжение и увидели, что могут изменять энергию взаимодействия связанных фононов и испускаемых фотонов. Эти вариации можно было измерить и контролировать способами, относящимися к кодированию квантовой информации в одно фотонное излучение, и все это было достигнуто в одной интегрированной системе — устройстве, в котором участвовало лишь небольшое количество атомов.
Затем команда планирует построить волновод — волокна на чипе, которые улавливают излучение отдельных фотонов и направляют их туда, куда им нужно, — а затем расширяют систему. Вместо того, чтобы одновременно управлять только одним квантовым излучателем, команда хочет иметь возможность управлять несколькими излучателями и связанными с ними фононными состояниями. Это позволит квантовым излучателям «разговаривать» друг с другом, что станет шагом к созданию прочной основы для квантовой схемы. «Наша главная цель — создать интегрированную систему с квантовыми излучателями, которая может использовать отдельные фотоны, проходящие через оптические схемы, и недавно открытые фононы для выполнения квантовых вычислений и квантового восприятия», — сказал Ли. «Это достижение, безусловно, будет способствовать этим усилиям и поможет дальнейшему развитию квантовых вычислений, которые в будущем будут иметь множество приложений». Другими соавторами являются Руомин Пэн, Сяовэй Чжан, Шриватса Чакраварти, Минхао Хэ, Сяодун Сюй, Кай-Мэй Фу и Тинг Цао.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

Беспроводная передача энергии поможет изучить Луну

Бывшая жена призрака стала ведьмой

В поисках асимметрии между материей и антивеществом

Какая часть атмосферы Венеры образуется за счет вулканов

Наблюдения НЛО в Канаде продолжаются

НАСА попросили помочь в поисках Лох-Несского чудовища

Необъяснимая аномалия вблизи Антарктиды движется на север

Новый сейсмодатчик для обнаружения лунотрясений

Порнозвезда рассказала о своем столкновении с призраками

Раскрывая секреты НЛО. Взгляд доктора Стивена Грира

Солнечные паруса нового поколения готовы к запуску

Столкновение звезд раскрывает звездную тайну

Терминаторы могут появиться уже в следующем году

Триггеры нового поколения для детекторов ЦЕРН

Удивительные горячие точки НЛО в Техасе

Ученые БАК изучают звездные пути инопланетян

Физика и математика стоящие за 'Задачей трех тел'

Человек появился спустя 30 лет без памяти

Черная дыра замечена вблизи Кейптауна

Черный НЛО замечен над океаном около Тампы

Для изучения астероидов потребуются разумные зонды

Доказательство путешествий во времени

Дьявол будет парить в вышине, вызывая изумление

Если на Европе и есть гейзеры, то они очень слабые

Затмения лежат в основе усилий по изучению экзопланет

ИИ может воспроизвести голос любого человека

Как искусственные сотрудники повлияют на живых

Конспирологи опасаются демонических порталов

Люди плохо разбираются в теориях заговора

Новая свидетельница похищения инопланетянами в Паскагуле

Обнаружена новая молодая и теплая экзопланета

Питательные вещества для жизни на экзопланетах

Платформа из графита левитирует без электричества

Пугающая деталь в паспорте Нео

Роль Млечного Пути в древнеегипетской мифологии

Создатель аугментов вернулся к работе

Техас заменяет тысячи экзаменаторов-людей на ИИ

Технологии НАСА помогают защититься от лунной пыли

Фирма Synchron начинает испытания мозговых чипов на людях

Что будет с Землей, когда погаснет Солнце

Бигфут скрывается в горах с таинственной энергией

Биокомпоненты оказались стабильны в атмосфере Венеры

В Сочи корабли полетели над морем

Звезда бросает вызов происхождению быстрых радиовсплесков

НЛО в Розуэлле по-прежнему окутывает Вашингтон

Паранормальная природа встреч с НЛО и связь между ними

Почему так трудно бурить на поверхности планет

Разоблачители и поиск внеземной жизни

Самое необычное место для отдыха в Колорадо

Смотрите фильмы о непознанном на Netflix

Создали метажидкость с программируемыми свойствами

Тайна мумии русалки раскрыта

Тайна однобокой геологии Луны

Теории заговора вокруг Георга III и королевы Шарлотты

Ужасные рога мужчины-дьявола и женщины-носорога

Ученые БАК пытаются открыть пути инопланетян

Четыре ключевых вопроса об инопланетных технологиях

Что мы могли бы построить из лунного реголита

Южнокорейский зонд приняли за НЛО

Я был похищен долговязыми инопланетянами

Автостоянки у супермаркетов не интересуют НЛО

В Массачусетсе происходят массовые наблюдения НЛО

В Уэльсе было зарегистрировано 323 случая наблюдения НЛО

Если на Европе существует жизнь её обнаружат

Инопланетные шарики, выловленные из Тихого океана

Конспирологи считают ЦЕРН угрозой миру

Министерство обороны опубликовало досье об НЛО

НАСА сняло НЛО, летящий над Луной

НЛО был замечен над Арлингтоном

НЛО замечен над Техасом во время солнечного затмения

НЛО прилетают в Уэльс не за мясом

НЛО прилетают к нам через дополнительные измерения

Перуанские мумии инопланетян требуют новых исследований

Правда об НЛО вызовет беспорядки

Пульсирующий синий НЛО снят над Финиксом

Режиссер делится своим Ангельским опытом

Существуют ли НЛО на самом деле

Ускоренное расширение Вселенной замедляется

Файлы необъяснимого стал самым популярным шоу Netflix

Что такое Гаванский синдром

Знакомство с миром гелиевых воздушных шаров

iPhone 15 Pro Max 512 GB Blue. Преимущества и технические характеристики

Данных для обучения ИИ перестало хватать

Жуткие предсказания Ванги на 2024 год

ИИ можно заставить говорить на запрещённые темы

Илон Маск рассказал о планах по колонизации Марса

Кракен, живущий в районе Багамских островов

Кристалл, охлаждающий вещества до сверхнизких температур

Матрица - фильм о возможностях человеческого мозга

Могли ли люди и динозавры жить вместе

Написанные ИИ книги появились в Google Books

Невидимый душитель на ферме

НЛО заметили на границе между Ираном и Ираком

Облака необычной формы заинтересовали воронежцев

Околосмертный опыт Микки Робинсона

Пилотируемый полет на Марс состоится нескоро

Полтергейст на ферме в Коннектикуте

Росатом разработал двигатель для межпланетных путешествий

Странная смерть и жуткие увечья старушки

Странные случаи загадочных и невероятных убийств

Теория, согласно которой все люди - персонажи фильмов

Фото странного существа в реке Гудзон

Более ста видов молекул обнаружены в близлежащей галактике

Большинство наблюдений НЛО было на западе США

В одной части США наблюдается больше НЛО, чем в другой

Галльская деревня железного века внутри кратера

Дайверы исследуют британские озера в поисках Экскалибура

Доказательства существования душ

Лучшие места для наблюдений НЛО в Великобритании

Нейтронные звезды являются ключом к темной материи

Обнаружили радугу на адской планете

Отчет Пентагона о НЛО не дает ответы на важные вопросы

Пентагон не допустит появления терминаторов

Портал в Ад скрыт на картах Google

Разработали экран-невидимку, которую можно купить

Районы Эссекса, где были замечены НЛО

Рождаются ли коричневые карлики аналогично звездам

Сериал о встречах с инопланетянами и призраками

Теории заговора о пришельце, который жил в Зоне 51

Уфолог выступил в пабе в Стоурбридже

Уфологи собрались, чтобы отметить годовщину НЛО

Химические реакции искажают квантовую информацию

Анализ обломков НЛО в британском Розуэлле

Борьба с незаконным оборотом артефактов усиливается

Бумерангоподобный НЛО сняли с МКС

В небе над США были замечены огненные шары

Детектор темной энергии составляет карту Вселенной

Лучшие штаты США для наблюдений НЛО

Люди на грани открытия того, что призраки реальны

На карликовых планетах за Плутоном могут быть океаны

Наблюдение НЛО над Поццуоли

НЛО в околоземном космическом пространстве

НЛО и употребление наркотиков упоминаются в Библии

Обнаружен объект из необъяснимого провала масс

Похищение инопланетянами в Паскагуле на Netflix

Разгадка тайн Арктики. Таяние льдов влияет на климат

Свидетельства древней жизни на Земле

Темный лес, скрывающий враждебных инопланетян

Уфолог увидел НЛО в космосе

Уфологи собрались на конференцию в Хемпфилде

Уэльс назван горячей точкой НЛО в Великобритании

Эпоха антропоцена, которой нет

Впервые подтвердили приливный захват у экзопланеты

Где в Техасе чаще видят НЛО

Жители западной части США чаще видят НЛО

Картографирование лавовых трубок на Луне и Марсе

Когда могла образоваться Луна

Политики и военные США считают НЛО - демонами

Политику сказали прекратить задавать вопросы об НЛО

Простые числа можно предсказать

Робот для исследования опасной местности на Луне

Розуэлл в Европе. Продолжение истории

Самое четкое фото НЛО было скрыто от общественности

Самые посещаемые призраками рестораны

Синий НЛО был снят над точкой притяжения инопланетян

Судьбы звезд вблизи черной дыры Млечного Пути

Теория эксперта позволила разгадать фото НЛО

Топливозаправщик для космических сил США

Требуется создать службу охотников за привидениями

Тревожные комментарии конгрессмена об НЛО

Ученые представляют себе научно-фантастические миры

Я был похищен безглазыми инопланетянами с клешнями

Гравитационное искривление солнечного света

Замечен пульсирующий синий сигарообразный НЛО

Зачем марсоход прилетел на красную планету

Крупнейшая цифровая камера для астрономии

Намеки на экзолуны в молодой звездной системе

НЛО пролетел над Аризоной

НЛО пролетел над долиной Гудзона

Откуда берутся планеты-изгои

Певец считает себя посланником инопланетян

Пришельцы и загадка НЛО

Рокер не раз лично сталкивался с НЛО

Рычащее существо национального парка Саут-Даунс

Следы космического столкновения с железным метеоритом

Спрос на экзорцистов подскочил на 60% с начала года

Судебные процессы над ведьмами закончились в 18 веке

Таинственные сооружения Саудовской Аравии

Уэльс - лучшее место для наблюдения за НЛО

Физик объясняет, что мешает вращению Земли

Частные компании осваивают космическое пространство

Что представляет собой заговор властей против НЛО

Британское исследование НЛО

Взрывающиеся звезды могут угрожать жизни на Земле

Возраст - движущая сила траекторий звезд

Голубой НЛО замечен над Аризоной

Подписка на новости
Наверх