+11 голос |
Встроив два атома кремния в матрицу алмаза, исследователи из Сандийских национальных лабораторий (SNL) продемонстрировали в первый раз на одном чипе все компоненты, необходимые для создания квантового моста для связи квантовых компьютеров.
«Люди уже построили небольшие квантовые компьютеры, - говорит исследователь Райан Камачо (Ryan Camacho) из SNL. - Может быть, на практике первым будет не один гигантский квантовый компьютер, а связанный кластер маленьких».
Распространение квантовой информации через мост или сеть может также предоставить новые формы квантового считывания, поскольку квантовая корреляция позволит всем атомам в сети вести себя так, как если бы они были одним атомом.
Совместная работа с Гарвардским университетом использовала ионно-лучевой имплантер в Лаборатории ионных пучков в SNL, предназначенный для внедрения одиночных ионов в точные места на алмазной подложке. Исследователи Эд Билехек (Ed Bielejec), Хосе Пачеко (Jose Pacheco) и Дэниел Перри (Daniel Perry) из SNL использовали имплантацию, чтобы заменить один атом углерода алмаза бóльшим атомом кремния, что приводит к тому, что два атома углерода по обе стороны от атома кремния чувствуют себя настолько тесно, что покидают свои места. Это превращает атом кремния в своего рода крупного землевладельца, защищенного от паразитных электрических токов соседними непроводящими вакансиями.
Хотя атомы кремния встраиваются в твердое тело, они ведут себя так, как будто плавают в газе, и, следовательно, реакция их электронов на квантовые возбуждения не зашумлена нежелательным взаимодействием с другой материей.
После того как атомы кремния были имплантированы в алмазную подложку, генерируемые лазером фотоны сталкивались с электронами кремния, переводя их в следующее более высокое энергетическое состояние. При переходе в более низкое энергетическое состояние они излучали фотоны, которые несли информацию в форме частоты, интенсивности и поляризации их волны.
«Исследователи из Гарварда выполнили этот эксперимент, а также оптические и квантовые измерения, - сказал Камачо. - Мы сделали это новое устройство и придумали хитроумный способ подсчитать точно, сколько ионов имплантируются в алмазную подложку». Ученый из SNL Джон Абрахам и другие исследователи разработали специальные детекторы – металлические пленки на поверхности алмазной подложки, – которые показали путем измерения ионизации, создаваемой одиночными ионами, что имплантация с помощью ионного пучка была успешной.
Эта стилизованная иллюстрация квантового моста показывает массив отверстий (фиолетовый), вытравленных в алмазе, с двумя атомами кремния (желтый), расположенными между отверстиями
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
+11 голос |