Новости

Создано устройство из алмазов и нанотрубок для квантовых технологий

Далее

Китайские ученые Шанхайского университета Цзяотун разработали устройство, которое однажды может стать одним из элементов квантового компьютера. Разместив крошечный алмаз между двумя углеродными нанотрубками и подав электрический ток на трубку, исследователи переслали квантовое состояние нанотрубки и алмаза друг другу, а также второму алмазу, находящемуся в нескольких микрометрах от первого. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

Алмазы и углеродные нанотрубки, будучи аллотропической модификацией углерода, обладают собственными уникальными свойствами, позволяющими их создавать. У алмазов есть дефекты, азотно-замещенная вакансия, или NV-центр, который испускает крайне когерентный ярко-красный свет. Оптические свойства можно контролировать таким образом, чтобы они занимали одно из двух отдельных состояний, что позволяет дефекту выступать в роли кубита. Углеродные нанотрубки, в свою очередь, известны своими превосходными механическими и электрическими свойствами.

И алмазы, и углеродные нанотрубки хорошо изучены как отдельные элементы, но не как единое интегрированное устройство. Недавно проведенное исследование показало, что NV-центры в алмазах могут сопрягаться с механическим резонатором, таким как вибрационная консоль, так что магнитные свойства алмаза оказываются сопряжены с механическим движением резонатора. Однако сила сопряжения в этих устройствах всегда была относительно слабой.

Новый способ создания цепей для квантовых компьютеров

Ученые объяснили, что сопряжение между нанотрубками и дефектом алмаза происходит по тем же причинам, что и магнитное поле, создаваемое электрическим током, только на квантовом уровне, пишет Phys.org.

Благодаря выдающимся свойствам двух углеродных аллотропических модификаций, полученное гибридное устройство проявляет силу на 3 порядка больше, чем в предыдущих вариантах этого устройства. Взаимодействием между двумя этими компонентами можно управлять через электрический ток, подающийся на нанотрубку.

«Это устройство можно использовать для механического обращения к квантовым логическим вентилям. Оно может служить новым сенсором наномасштаба для обнаружения мельчайшего давления, колебания температуры, изменений электрических и магнитных полей в физике и естественных науках», — говорит Пеньбо Ли, руководитель исследования.

Загрузка...