Появился новый претендент на звание квантовой памяти будущего
5 минут
Редакция

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
©Wikipedia

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.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 20:59
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

Вчера, 12:50
6 минут
Денис Гордеев

Точной причины мора ученые пока не знают. Возможно, дело в новом патогене, еще не известном науке.

Позавчера, 09:37
5 минут
Сергей Васильев

Точные данные о локализации центра масс Солнечной системы важны для поиска гравитационных волн, поэтому астрономы выяснили его с ошибкой не более 100 метров.

27 июня
8 минут
Sergei Sobol

Уроки астрономии вернулись в российские школы в 2018 году. За то время, пока эта наука была необязательным предметом, в ней произошло много событий, не все из которых нашли отражение в учебниках. Кроме того, в них и раньше не были упомянуты многие интересные факты.

Позавчера, 20:59
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

Позавчера, 09:37
5 минут
Сергей Васильев

Точные данные о локализации центра масс Солнечной системы важны для поиска гравитационных волн, поэтому астрономы выяснили его с ошибкой не более 100 метров.

27 июня
8 минут
Sergei Sobol

Уроки астрономии вернулись в российские школы в 2018 году. За то время, пока эта наука была необязательным предметом, в ней произошло много событий, не все из которых нашли отражение в учебниках. Кроме того, в них и раньше не были упомянуты многие интересные факты.

Позавчера, 20:59
5 минут
Мария Кривоченко

Один из детекторов Большого адронного коллайдера обнаружил новую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Физики полагают, что это первый представитель неописанного класса частиц.

18 июня
9 минут
Sergei Sobol

Россия знала многих правителей. Сможете ли вы распознать их по следу, оставленному в истории?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: