Появился новый претендент на звание квантовой памяти будущего — Naked Science
16.05.2014, 13:56
5 минут
Редакция
87

Появился новый претендент на звание квантовой памяти будущего

Немецкие физики создали новый материал, который может стать квантовой памятью будущего. Также они при помощи микроскопии и спектроскопии высокого разрешения впервые изучили отдельные ионы редкоземельных элементов в кристалле.

zoom

Новая разработка специалистов из немецкого Института физики света Общества Макса Планка претендует на звание квантовой памяти будущего. Кроме того, немецким ученым удалось при помощи микроскопии и спектроскопии высокого разрешения впервые исследовать отдельные ионы редкоземельных элементов в кристалле.

 

При помощи необычного лазера и микроскопического исследования  ученые установили позицию трёхзарядных положительных атомов празеодима внутри ортосиликата иттрия с точностью до нескольких нанометров, а также исследовали их слабое взаимодействие со светом.

 


Оптические свойства квантовых систем являются их основой. В связи с этим внимание многих ученых сегодня сосредоточено на таких системах, как светоизлучающие дефекты кристалла в алмазе или на полупроводниковых квантовых точках.  Несмотря на это, подобрать идеальное хранилище квантовой информации до сих пор не удавалось.


 

Ведущий автор исследования Вахид Сандогдар отмечает, что «некоторые из источников света теряют яркость или мерцают неконтролируемым образом. Другие же сильно зависят от окружающей среды, в которую они встроены».

 

Ионы редкоземельных элементов, таких как неодим или эрбий, таких проблем не имеют и выступают в качестве основы лазерных технологий. Однако получать такие элементы до сих пор было не просто.

 

В результате шестилетних исследований команде ученых под руководством  Сандогдара удалось создать отдельные ионы празеодима, а также  измерить их оптические свойства с беспрецедентной точностью.

 

Авторы исследования встроили трёхзарядные положительные ионы в крошечные микрокристаллы и нанокристаллы ортосиликата иттрия. Отметим, что их энергии варьируются слабо в зависимости от положения в кристалле – они реагируют на излучение немного различающихся частот. Это свойство позволило физикам с помощью лазера возбудить отдельные ионы в кристаллах, а также увидеть, как они через некоторое время излучают энергию в виде света.

 

Так как на ионы редкоземельных элементов не сильно влияют тепловые и акустические колебания в кристалле, некоторые из их энергетических состояний оказывались необычайно стабильными. Проходит больше минуты, прежде чем они переходят обратно в своё основное состояние, а это в миллион раз дольше, чем большинство других квантовых систем, исследуемых сегодня.

 

– Вахид Сандогдар, ведущий автор исследования

 

 

Работать с такой системой намного легче, поскольку такие сигналы проще поймать. В настоящее время индивидуальные ионы испускают менее ста фотонов в секунду. В связи с этим авторы исследования намерены в будущем использовать наноантенны и микрорезонаторы для усиления сигнала празеодима в сто или тысячу раз. И когда эта цель будет достигнута, ученые определят, может ли такая система претендовать на звание квантовой или нет.

 

СФУ
137 статей
Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».
16:08
5 минут
Полина Гершберг

Подавление метаболизма глутамина истощает клетки опухолей и улучшает иммунный ответ.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

Вчера, 13:43
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

9 ноября
4 9 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

5 ноября
19 минут
Александр Березин

Новое исследование подтвердило, что зонд «Вояджер-2» вышел из гелиосферы. Однако реальная новость вновь заслоняется выдуманной: часто пишут, будто «Вояджер-2» и «Водяжер-1» покинули Солнечную систему. Разберемся, почему это не так и что плохого в обмане длиной в 30 тысяч лет.

6 ноября
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые со всего мира подписались под статьей, которая констатирует «климатическую катастрофу» на основе данных об изменении климата, собранных за 40 лет исследований.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: