Спинтроника порождает новые квантовые технологии

В статье, опубликованной 7 мая в печатном издании PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), Дэвид Авшалом (David Awschalom) из Университета Чикаго и шесть его соавторов из Калифорнийского университета в Санта-Барбара (UCSB) и Университета Констанца (Германия) описали разработанную ими технику полного контроля электронного спина дефекта (кубита) с помощью света.

Такая, полностью оптическая схема, исключает необходимость в микроволновых цепях и обеспечивает более универсальный контроль состояния кубитов, чем традиционные методы. По словам Авшалома, она может использоваться для исследования квантовых систем в широком круге материалов, которые иными способами сложно использовать для создания квантовых устройств.

Еще одна работа того же автора, которая была представлена в PNAS 21 мая, развивает новое направление применения спинтроники — квантовую термометрию. Сенсором выступает дефект атомарного масштаба — центр азотной вакансии в наночастицах алмаза, причем, помимо температуры его одновременно можно использовать для измерения магнитных и электрических полей.

«Нам удалось адаптировать техники, используемые для стабилизации квантовой информации, к измерению термозависимых изменений квантовых состояний, — комментирует Дэвид Тойли (David Toyli), аспирант UCSB. — Эти техники сводят к минимуму воздействие окружающего шума и позволяют выполнять измерения температуры с гораздо более высокой чувствительностью».

Исследования показали, что спин частиц пригоден для измерений в широком диапазоне температур — от комнатной до 500 °K.