Запутанные частицы, то есть частицы, квантовые состояния которых остаются коррелированными независимо от расстояния между ними, важны для многих квантовых технологий. Устройства, называемые разделителями куперовских пар, в принципе могут генерировать такие запутанные частицы, разделяя электроны, образующиеся в сверхпроводящих материалах, но этот процесс считался слишком случайным и неконтролируемым, чтобы его можно было использовать на практике.
Физики в Университет Аалто в Финляндии выдвинули теоретическое предложение, указывающее, что эти электронные пары могут фактически расщепляться по требованию путем приложения зависящего от времени напряжения к квантовым точкам, расположенным по обе стороны сверхпроводящей полосы. Этот метод, сохраняющий запутанное состояние разделенных электронов, может помочь в разработке квантовых компьютеров, использующих запутанные электроны в качестве квантовых битов (кубитов).
Когда обычный сверхпроводящий материал охлаждается до очень низких температур, электроны внутри него преодолевают взаимное отталкивание и образуют пары. Эти так называемые куперовские пары распространяются через материал без какого-либо сопротивления. Спаренные электроны естественным образом запутаны, их спины направлены в противоположные стороны. Извлечение и разделение этих электронных пар при сохранении их запутанности было бы полезно для множества приложений, включая квантовые вычисления, но сделать это — непростая задача.
В последней работе, подробно описанной в Физический обзор B, физики во главе с теоретиком Кристиан Флиндт предложить новый способ работы сплиттера пары Купера. Их конструкция состоит из сверхпроводящей полосы, которая содержит два электрода и соединена с двумя квантовыми точками (наноразмерными кусочками полупроводникового материала) по обе стороны полосы. Когда на электроды подается напряжение, куперовские электроны внутри сверхпроводника притягиваются к кончику сверхпроводящей полосы и разделяются, при этом каждая квантовая точка вмещает по одному отделенному электрону за раз. Эти разделенные электроны затем могут быть переданы через нанопроволоку.
Зависящие от времени напряжения
Ключом к установке команды является то, что напряжение, приложенное к электроду на одной стороне полоски, меняется во времени, так что ровно две куперовские пары расщепляются и выбрасываются во время каждого периодического колебания. «До сих пор в экспериментах приложенное напряжение поддерживалось постоянным», — объясняет Флиндт. «В нашем предложении мы показываем, как расщеплением куперовских пар можно управлять с помощью зависящего от времени напряжения, приложенного к устройству».
Новое устройство запутывает свободные электроны с фотонами
Основываясь на своих расчетах, Флиндт и его коллеги подсчитали, что их сплиттер куперовских пар может разделять запутанные электроны на частоте в гигагерцовом диапазоне. Большинство современных компьютеров работают с тактовыми циклами в этом диапазоне, и для многих квантовых технологий важно иметь такой же быстрый источник запутанных частиц. Действительно, объединение нескольких сплиттеров вместе может помочь сформировать основу квантового компьютера, который работает с использованием запутанных электронов, говорят ученые.
Экспериментаторов пригласили «подхватить эстафету»
Физики Аалто решили провести исследование, поскольку поняли, что необходимо контролировать расщепление куперовских пар. Их самая большая задача заключалась в том, чтобы выяснить, как изменять напряжения во времени так, чтобы пары Купера разделялись по требованию. Забегая вперед, они полагают, что их предложение можно будет реализовать экспериментальным путем, и надеются, что экспериментаторы «подхватят эстафету».
«Было бы также интересно изучить, как наш разделитель пар Купера по требованию может быть интегрирован в более крупную квантовую электронную схему для разработки квантовой обработки информации», — говорит Флиндт. Мир физики.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/controllable-cooper-pair-splitter-could-separate-entangled-electrons-on-demand/
- :является
- $UP
- 160
- 80
- a
- услужливый
- помощь
- причислены
- и
- любой
- Приложения
- прикладной
- Применение
- МЫ
- AS
- At
- основа
- BE
- , так как:
- становиться
- не являетесь
- между
- Крупнейшая
- биты
- Синии
- но
- by
- расчеты
- под названием
- CAN
- вызов
- Часы
- коллеги
- комбинируя
- компьютер
- компьютеры
- вычисление
- считается
- состоит
- постоянная
- содержит
- контроль
- контроль
- обычный
- бондарь
- может
- соединенный
- циклы
- решенный
- Спрос
- Проект
- подробный
- развивать
- Развитие
- устройство
- Устройства
- направление
- расстояние
- дело
- DOT
- обращается
- в течение
- каждый
- легко
- или
- Электронный
- электронов
- запутанность
- оценка
- точно,
- Эксперименты
- Объясняет
- факт
- далеко
- БЫСТРО
- ФРС
- фигура
- Финляндия
- Что касается
- форма
- вперед
- Фредрик
- Бесплатно
- частота
- порождать
- Есть
- помощь
- надежды
- кашель
- Как
- HTTPS
- важную
- in
- В том числе
- действительно
- с указанием
- информация
- интегрированный
- интересный
- в
- исследовать
- приглашенный
- вопрос
- IT
- JPEG
- JPG
- хранится
- Основные
- больше
- последний
- привело
- искать
- Низкий
- многих
- материала
- материалы
- макс-ширина
- может быть
- Модерн
- самых
- взаимное
- Необходимость
- Новые
- нет
- сейчас
- of
- on
- On-Demand
- ONE
- работать
- работает
- противоположность
- наши
- внешний
- Преодолеть
- пара
- пар
- Прошло
- периодический
- Физика
- Мир физики
- штук
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Точка
- возможное
- практическое
- консервирование
- принцип
- процесс
- обработка
- рассматривается
- предлагает
- положил
- Квантовый
- Квантовый компьютер
- квантовые компьютеры
- квантовые вычисления
- Квантовая точка
- Квантовые точки
- квантовая информация
- Кубит
- кубиты
- случайный
- ассортимент
- реализовать
- реализованный
- Несмотря на
- оставаться
- представленный
- Сопротивление
- обзоре
- кольцо
- говорит
- отдельный
- отделяющий
- несколько
- должен
- показывать
- показ
- Шоу
- сторона
- Аналогичным образом
- So
- уже
- Источник
- Вращение
- спинов
- раскол
- Область
- Области
- Кабинет
- такие
- сверхпроводящий
- Сложность задачи
- команда
- техника
- технологии
- говорит
- который
- Ассоциация
- их
- Их
- тогда
- теоретический
- Там.
- Эти
- они
- think
- этой
- те
- Через
- миниатюрами
- время
- тип
- в
- вместе
- слишком
- правда
- два
- неконтролируемый
- предпринимать
- использование
- полезный
- через
- меняться
- очень
- напряжение
- законопроект
- Путь..
- we
- были
- когда
- который
- в то время как
- будете
- в
- без
- Работа
- Мир
- бы
- зефирнет