Графеновые барабаны могут работать квантовой памятью

Графеновые барабаны, вибрирующие в унисон, могут использоваться подобно оперативной памяти для записи информации, которую квантовые компьютеры будут при необходимости извлекать, вслушиваясь в их «квантовый звук».

В номере Nature Nanotechnology за 24 августа ученые из Дельфтского технического университета (TU Delft) показали возможность детектирования малейших изменений в положении мембран таких барабанов.

Доктор Вибхор Сингх и его коллеги осуществили это, используя двумерную кристаллическую мембрану в качестве зеркала в оптомеханической полости. Они бомбардировали графеновую мембрану микроволновыми фотонами, и, анализируя картину интерференции падающего и отраженного излучения, смогли регистрировать смещения положения графеновой плоскости всего на 17 фемтометров, что составляет 1/10000 диаметра атома.

Помимо определения положения мембраны, фотоны оказывают на нее силовое воздействие. Сила давления света очень мала, но ничтожная масса графеновой решетки и высокая точность измерения смещения дают возможность ученым в буквальном смысле отбивать ритм фотонами на графеновом барабане. Используя радиационное давление они создали усилитель, в котором микроволновые сигналы усиливаются механическим движением барабана.

Авторы также продемонстрировали, что преобразуя фотоны в механические вибрации, можно хранить их на протяжении до 10 мс. Такая длительность периода «когерентности» достаточно велика, чтобы говорить о перспективах применения графеновых барабанов в качестве запоминающих устройств квантовых компьютеров.