Tek kutuplu lazer darbeleri kübitleri kontrol edebilir

Fizikçiler, etkili bir şekilde tek kutuplu olan bir ışık dalgası yarattılar, yani elektromanyetik dalgalarda bulunan olağan pozitif-negatif salınım yerine yalnızca pozitif alan darbesi gibi davranıyor. Pozitif darbe keskin bir tepe noktasına ve yüksek genliğe sahiptir ve elektronik durumları değiştirmek veya hareket ettirmek için yeterince güçlüdür, yani kuantum bilgisini manipüle etmek ve belki de geleneksel hesaplamayı hızlandırmak için kullanılabilir.

Ekip liderlerini açıklıyor, elektromanyetik dalgalar ve özellikle ışık darbeleri, elektronik kuantum durumlarını inanılmaz bir doğrulukla değiştirmek, karakterize etmek ve kontrol etmek için kullanılabilir. Mackillo Kira ve Rupert Huber arasında ABD'deki Michigan Üniversitesi ve Almanya'daki Regensburg Üniversitesi. Bununla birlikte, bu tür darbelerin şekli temelde, toplamı sıfıra eşit olan pozitif ve negatif salınımların bir kombinasyonu ile sınırlıdır. Sonuç olarak, pozitif çevrim yük taşıyıcılarını (elektronlar veya delikler) hareket ettirebilir, ancak daha sonra negatif çevrim onları kare bire geri çeker.

Pozitif tepe, elektronik durumları değiştirmek veya hareket ettirmek için yeterince güçlüdür.

İdeal bir kuantum-elektronik anahtar darbesi, tamamen tek yönlü olacak kadar yüksek derecede asimetrik olacaktır - başka bir deyişle, yalnızca pozitif (veya negatif) yarım döngü alan salınımı içerecektir. Bu koşullar altında, böyle bir darbe, kuantum biti gibi bir kuantum durumunu minimum sürede (yarım döngü) ve maksimum verimlilikle (ileri geri salınım olmadan) çevirebilir.

Bu, serbestçe yayılan dalgalar için temelde imkansızdır, ancak Kira, Huber ve meslektaşları, iki dalga arasına sıkıştırılmış çok kısa, yüksek genlikli pozitif bir tepe noktasından oluşan yarı tek kutuplu bir dalga biçiminde "bir sonraki en iyi şeyi" yaratmanın bir yolunu buldular. uzun, düşük genlikli negatif tepe noktaları. Kira ve Huber, "Pozitif zirve, elektronik durumları değiştirecek veya hareket ettirecek kadar güçlü," diye açıklıyor, "negatif zirveler, fazla bir etki yaratamayacak kadar küçük."

Araştırmacılar çalışmalarında, epitaksiyel olarak galyum arsenit antimonid (GaAsSb) üzerinde büyütülen indiyum galyum arsenit (InGaAs) gibi farklı yarı iletken malzemelerden yapılmış yeni geliştirilmiş bir nanofilm yığını ile başladılar. Nanofilmlerin her biri sadece birkaç atom kalınlığındadır ve aralarındaki arayüzde ultra kısa lazer darbeleri, esas olarak InGaAs filmindeki elektronları uyarabilir. Uyarılmış elektronların geride bıraktığı delikler GaAsSb filminde kalır ve bir yük ayrımı yaratır.

Etkili yarım döngü ışık darbeleri

Kira, “Daha sonra, zıt yüklü elektronlar ve delikler arasındaki elektrostatik çekimden faydalanarak onları tam olarak kontrollü bir şekilde bir araya getirmek için kuantum teorik atılımımızı kullandık” diyor. Fizik dünyası. "Hızlı şarj ve daha yavaş şarj salınımları, elektromanyetik spektrumun uzak kızılötesi ve terahertz kısmında etkili yarım döngü ışık darbeleri olarak uyarladığımız tek kutuplu dalgayı yaydı."

Huber, ortaya çıkan terahertz emisyonunu "şaşırtıcı derecede tek kutuplu" olarak tanımlıyor ve tek pozitif yarım döngü, iki negatif tepe noktasından yaklaşık dört kat daha yüksek zirve yapıyor. Araştırmacılar, giderek daha az salınım döngüsüne sahip ışık darbeleri üretmek için uzun süredir çalışırken, tek bir yarım salınım döngüsünden daha azını etkili bir şekilde oluşturacak kadar kısa terahertz darbeleri üretme olasılığı, “cesur hayallerimizin ötesindeydi” diye ekliyor. ”.

Kira ve Huber, bu tek kutuplu terahertz alanlarının, mikroskobik elektronik hareketle karşılaştırılabilir zaman ölçeklerinde yeni kuantum materyallerini kontrol etmek için güçlü bir araç olabileceğini söylüyor. Araştırmacılar, alanların yeni nesil ultra hızlı elektronikler için üstün, iyi tanımlanmış “saat mekanizmaları” olarak da hizmet edebileceğini öne sürüyorlar. Son olarak, yeni emitörlerin endüstri sınıfı yüksek güçlü katı hal lazerleriyle birlikte çalışmak üzere "mükemmel bir şekilde uyarlandıklarını" ve böylece "hem temel bilim hem de endüstrideki uygulamalar için son derece ölçeklenebilir bir platform" oluşturabileceklerini iddia ediyorlar.

Çalışmalarını rapor eden araştırmacılar Işık: Bilim ve Uygulamalar, kuantum bilgi işleme için yeni platformları keşfetmek için bu darbeleri kullanmaya başladıklarını söyleyin. "Diğer uygulamalar, bu darbeleri, atomik çözünürlüklü mikroskopiyi birkaç femtosaniye zaman ölçeğine (1 fs = 10) hızlandırmamızı sağlayan bir tarama tünelleme mikroskobuna bağlamayı içerir.^-15 s) ve böylece gerçek ultraslow-motion mikroskobik videolarda elektronların gerçek uzay ve -zaman hareketini yakalar" diye açıklıyorlar.

Sonrası Tek kutuplu lazer darbeleri kübitleri kontrol edebilir İlk çıktı Fizik dünyası.

• Akıllı para. Avrupa'nın En İyi Bitcoin ve Kripto Borsası.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. SERBEST ERİŞİM.
• KriptoHawk. Altcoin Radarı. Ücretsiz deneme.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/near-unipolar-laser-pulses-could-control-qubits/