Физики создали «провода» из синтетических алмазов

Ученые из США впервые получили «провода» из микроскопических синтетических алмазов. Их можно применить для передачи квантовой информации, что, в свою очередь, поможет в создании сложных квантовых вычислительных устройств.

Если бы эти провода были частью компьютера, они бы передавали информацию между его элементами. У нас нет сомнений в том, что мы смогли бы считать состояние спина частицы, подключенной к одному концу провода, измеряя спин на противоположном окончании нити из наноалмазов.

– Крис Хаммель из университета штата Огайо в Коламбусе (США)

В рамках исследования Хаммель и его коллеги проводили эксперименты с микроскопическими синтетическими алмазами, в которых содержатся «вкрапления» в виде одиночных атомов азота. Добавление азота позволяет использовать алмазы в качестве кубитов – квантовый разряд или наименьший элемент для хранения информации в квантовом компьютере.

Кубиты могут быть связаны друг с другом, то есть на них может быть наложена ненаблюдаемая связь, выражающаяся в том, что при всяком изменении над одним из нескольких кубитов остальные меняются согласованно с ним. Иными словами, совокупность запутанных между собой кубитов может интерпретироваться как заполненный квантовый регистр. Как и отдельный кубит, квантовый регистр гораздо информативнее классического регистра битов. Он может не только находиться во всевозможных комбинациях составляющих его битов, но и реализовывать всевозможные тонкие зависимости между ними.

Специалисты, исследуя при помощи магнитно-резонансного микроскопа работу кубитов, обнаружили, что при «записи» информации о спине электрона в определенную точку соседние с ней атомы азота копировали его и передавали их «по цепочке» дальше.

В результате авторы исследования предположили, что применение наноалмазов для передачи информации о спине возможно только в том случае, если атомы азота внутри них будут расположены в виде линии. Так, ученые вырастили несколько алмазных «проводов» длиной в 4 микрометра и толщиной в 200 нанометров.

В результате, как отмечают авторы исследования, они добились передачи спина электрона из одного конца «провода» в другой. В процессе опытов ученые обратили внимание на то, что сигнал существовал на концах такого провода почти в два раза дольше, чем в его середине. Авторы исследования считают, что это может объяснить, почему их коллеги во время предыдущих экспериментов не могли обнаружить факт передачи спина между атомами азота.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram