Саннивейл, Калифорния – 26 марта 2024 г. – НТТ Рисерч, Инк., подразделение NTT (TYO:9432), сегодня объявило, что ученые из его Лаборатория физики и информатики (PHI) добились квантового контроля волновых функций экситонов в двумерных (2D) полупроводниках. В статье, опубликованной в Наука развивается, группа под руководством научного сотрудника лаборатории PHI Тибо Черви и профессора ETH Zurich Пунита Мурти задокументировала свой успех в захвате экситонов различной геометрии, включая квантовые точки, и управлении ими для достижения независимой настройки энергии на масштабируемых массивах.
Этот прорыв был достигнут в лаборатории PHI в сотрудничестве с учеными из ETH Zurich, Стэнфордского университета и Национального института материаловедения в Японии. Экситоны, которые образуются, когда материал поглощает фотоны, имеют решающее значение для различных приложений, от сбора и генерации света до квантовой обработки информации. Однако достижение точного контроля над их квантово-механическим состоянием сталкивается с проблемами масштабируемости из-за ограничений существующих технологий изготовления. В частности, контроль над положением и энергией квантовых точек был основным препятствием на пути к квантовым приложениям. Эта новая работа открывает возможности для разработки динамики и взаимодействий экситонов на нанометровом уровне, что имеет значение для оптоэлектронных устройств и квантовой нелинейной оптики.
Квантовые точки, открытие и синтез которых получили признание в 2023 Нобелевская премияуже используются в видеодисплеях следующего поколения, биологических маркерах, криптографических схемах и т. д. Однако их применение к квантовым оптическим вычислениям, являющимся предметом исследовательской программы лаборатории PHI Lab, до сих пор ограничивалось очень небольшими системами. В отличие от сегодняшних цифровых компьютеров, которые выполняют булеву логику, используя конденсаторы либо для блокировки электронов, либо для того, чтобы позволить им течь, оптические вычисления сталкиваются с этой проблемой: фотоны по своей природе не взаимодействуют друг с другом.
Хотя эта функция полезна для оптической связи, она серьезно ограничивает вычислительные приложения. Нелинейные оптические материалы предлагают один из подходов, позволяя фотонные столкновения, которые можно использовать в качестве ресурса для логики. (Другая группа в лаборатории PHI концентрируется на одном из таких материалов — тонкопленочном ниобате лития.) Команда под руководством Черви работает на более фундаментальном уровне. «Вопрос, который мы рассматриваем, по сути, заключается в том, насколько далеко вы можете зайти в этом», — сказал он. «Если бы у вас была система, в которой взаимодействия или нелинейность были бы настолько сильными, что один фотон в системе блокировал бы прохождение второго фотона, это было бы похоже на логическую операцию на уровне отдельных квантовых частиц, которая помещает вас в область квантовой обработки информации. Это то, чего мы пытались достичь, улавливая свет в ограниченных экситонных состояниях».
Короткоживущие экситоны имеют составляющие электрические заряды (электрон и электрон-дырка), что делает их хорошими медиаторами взаимодействий между фотонами. Применяя электрические поля для управления движением экситонов в устройствах с гетероструктурой, которые представляют собой чешуйки двумерного полупроводника (толщиной 2 нанометра или трех атомов), Черви, Мурти и др. демонстрируют различные геометрии сдерживания, такие как квантовые точки и квантовые кольца. Самое главное, что эти места сдерживания формируются в контролируемых положениях и с настраиваемой энергией. «Техника, описанная в этой статье, показывает, что вы можете решить в котором вы поймаете экситон, но также при какой энергии он попадет в ловушку», — сказал Черви.
Масштабируемость — еще один прорыв. «Вам нужна архитектура, которую можно масштабировать до сотен сайтов», — сказал Черви. «Вот почему тот факт, что он электрически управляем, очень важен, потому что мы знаем, как контролировать напряжение в больших масштабах. Например, технологии КМОП очень хорошо управляют напряжениями на затворах миллиардов транзисторов. И наша архитектура по своей природе ничем не отличается от транзистора — мы просто сохраняем четко определенный потенциал напряжения на крошечном переходе».
Исследователи полагают, что их работа открывает несколько новых направлений не только для будущих технологических приложений, но и для фундаментальной физики. «Мы продемонстрировали универсальность нашей техники в электрическом определении квантовых точек и колец», — сказала Дженни Ху, основной соавтор и доктор философии Стэнфордского университета. студент (в Исследовательская группа профессора Тони Хайнца). «Это дает нам беспрецедентный уровень контроля над свойствами полупроводника на наноуровне. Следующим шагом будет более глубокое исследование природы света, излучаемого этими структурами, и поиск способов интеграции таких структур в передовые фотонные архитектуры».
Помимо проведения исследований квазичастиц и нелинейных материалов, ученые лаборатории PHI Lab занимаются работой над когерентной машиной Изинга (CIM) — сетью оптических параметрических генераторов, запрограммированных для решения проблем, отображенных в модели Изинга. Ученые лаборатории PHI также изучают нейробиологию на предмет ее соответствия новым вычислительным системам. Для реализации этой амбициозной программы лаборатория PHI заключила соглашения о совместных исследованиях с Калифорнийским технологическим институтом (Калтех), Корнеллским университетом, Гарвардским университетом, Массачусетским технологическим институтом (MIT), Университетом Нотр-Дам, Стэнфордским университетом, Технологическим университетом Суинберна. , Токийский технологический институт и Мичиганский университет. Лаборатория PHI также заключила соглашение о совместных исследованиях с Исследовательским центром Эймса НАСА в Кремниевой долине.
- 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://insidehpc.com/2024/03/ntt-research-phi-lab-scientists-achieve-quantum-control-of-excitons-in-2d-semiconductors/
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- $UP
- 2023
- 2024
- 26%
- 2D
- 7
- a
- поглощает
- Достигать
- достигнутый
- достижение
- через
- дополнение
- адрес
- повестка дня
- ДОГОВОР
- соглашения
- AL
- позволять
- уже
- причислены
- честолюбивый
- an
- анализ
- и
- объявило
- Другой
- Применение
- Приложения
- Применение
- подхода
- архитектура
- архитектуры
- МЫ
- гайд
- AS
- At
- в основном
- BE
- , так как:
- было
- верить
- между
- миллиарды
- Заблокировать
- прорыв
- но
- by
- Калифорния
- CAN
- Центр
- вызов
- расходы
- Соавтор
- ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ
- сотрудничество
- столкновение
- Связь
- вычислительный
- компьютеры
- вычисление
- проведение
- составной
- Политика сдерживания
- контраст
- контроль
- управление
- Cornell
- решающее значение
- криптографический
- передовой
- более глубокий
- определяющий
- демонстрировать
- развернуть
- Устройства
- различный
- Интернет
- открытие
- дисплеев
- Разделение
- do
- два
- динамика
- Е & Т
- каждый
- или
- Электрический
- электронов
- в другом месте
- позволяет
- энергетика
- занятый
- Проект и
- вошел
- ETH
- пример
- существующий
- Исследование
- лица
- факт
- далеко
- Особенность
- Поля
- Найдите
- конец
- поток
- Фокус
- фокусировка
- Что касается
- сформированный
- каркасы
- от
- фундаментальный
- будущее
- ворота
- поколение
- получить
- дает
- хорошо
- группы
- было
- Гарвардский
- Гарвардский университет
- Сбор урожая
- Есть
- he
- высокая производительность
- помеха
- Как
- How To
- Однако
- HTTPS
- Сотни
- последствия
- важную
- in
- В том числе
- независимые
- информация
- Институт
- Интегрируя
- взаимодействовать
- взаимодействие
- в
- исследовать
- вопросы
- IT
- ЕГО
- Япония
- совместная
- всего
- хранение
- Знать
- лаборатория
- большой
- вести
- привело
- уровень
- легкий
- такое как
- недостатки
- Ограниченный
- рамки
- мало
- логика
- машина
- основной
- ДЕЛАЕТ
- Март
- Массачусетс
- Массачусетский Технологический Институт
- материала
- материалы
- механический
- Мичиган
- MIT
- модель
- БОЛЕЕ
- самых
- движение
- НАСА
- национальный
- природа
- сеть
- неврология
- Новые
- Новости
- следующий
- следующее поколение
- нет
- нелинейный
- NTT
- Исследования НТТ
- of
- предлагают
- on
- ONE
- только
- Откроется
- операция
- оптика
- or
- Другое
- наши
- за
- бумага & картон
- особый
- прохождение
- Выполнять
- фотон
- Физика
- начинает мучить
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- должность
- позиции
- возможности,
- потенциал
- первичный
- проблемам
- обработка
- Профессор
- запрограммированный
- свойства
- опубликованный
- преследование
- Push
- Оферты
- Квантовый
- Квантовые точки
- квантовая информация
- квантовые частицы
- вопрос
- ранжирование
- достиг
- область
- признанный
- актуальность
- исследованиям
- исследователи
- ресурс
- Сказал
- Масштабируемость
- масштабируемые
- Шкала
- Весы
- масштабирование
- схемы
- Наука
- Ученый
- Ученые
- Во-вторых
- полупроводник
- Полупроводниковые приборы
- несколько
- сильно
- показанный
- Шоу
- существенно
- кремний
- Кремниевая долина
- одинарной
- Сайтов
- So
- уже
- РЕШАТЬ
- Стэнфорд
- Стэнфордский университет
- Область
- Области
- Шаг
- сильный
- структур
- "Студент"
- успех
- такие
- окружающих
- Технологический университет Swinburne
- синтез
- система
- системы
- команда
- техника
- снижения вреда
- технологический
- технологии
- Технологии
- который
- Ассоциация
- их
- Их
- Эти
- этой
- три
- в
- сегодня
- Сегодняшних
- Токио
- Тони
- к
- ловушке
- улавливать
- пыталась
- Университет
- отпирает
- беспрецедентный
- us
- используемый
- полезный
- через
- Долина
- различный
- многосторонность
- очень
- Видео
- напряжение
- хотеть
- законопроект
- способы
- we
- вполне определенный
- были
- Что
- когда
- который
- чья
- зачем
- будете
- в
- Работа
- работает
- бы
- Ты
- зефирнет
- Цюрих