Появился новый претендент на звание квантовой памяти будущего — Naked Science
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.
5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

5 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[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: