16.05.2014
Редакция Naked Science

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.
Вчера, 20:11
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Вчера, 12:28
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Сегодня, 10:39
Александр Березин

Когда полвека назад гибель динозавров объяснили падением астероида, это вызвало массовое неприятие, длившееся десятилетия. Открытие кометы, взрыв которой принес тысячелетнее похолодание в начале голоцена, привело к спорам в научной среде, которые идут до сих пор. Теперь множеству атак подверглось и открытие астероида, уничтожившего Содом. Отчего многим исследователям так трудно поверить в астероидные взрывы и о каких узких местах в современной науке это может говорить?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: