Квантовый сенсоринг — это передовая технология, которая использует квантовые системы микроскопического уровня для измерения электромагнитных полей и различных свойств, таких как вращение, ускорение и расстояние, с невероятной точностью. Этот прогресс в области сенсорики имеет потенциал перевернуть такие области, как изображение мозга и управление воздушным движением.
Захватывающее развитие квантовой сенсорики связано с использованием микроскопических дефектов в алмазах для создания кубитов, фундаментальных строительных блоков квантовых устройств. Исследователи из MIT и других учреждений сделали значительный прогресс в определении и контроле большего количества этих дефектов, что может привести к созданию более крупных квантовых систем для более чувствительного сенсоринга.
Техника, разработанная исследователями, сосредоточена на конкретном дефекте в алмазах, называемом центром азотовой вакансии (NV). С помощью лазерного света и микроволновых импульсов ученые могут обнаруживать и управлять этим дефектом. Однако новый подход выходит за рамки центра NV и расширяет контроль на более темные, невидимые дефекты, известные как тёмные спины.
Для достижения этого исследователи создают сеть соединенных спинов, начиная с центрального спина NV. Они соединяют центр NV с ближайшим темным спином, а затем используют этот темный спин как зонд для определения и управления более удаленным спином, который не может быть обнаружен прямо центром NV. Этот процесс может быть повторен для создания более длинных цепочек управляемых спинов.
Открывая неизведанные области и принимая риски, исследователи обнаружили новые возможности для преимущественных кубитов. Возможность контролировать тёмные спины расширяет потенциал квантовых регистров, которые являются сборками кубитов для улучшения производительности квантовых сенсоров.
Исследователи используют технику, называемую спиновым эхо-двойным резонансом (SEDOR), которая использует микроволновые импульсы для селективного сопряжения центра NV с близкими спинами. Они передают поляризацию от центра NV к спину первого слоя через магнитное взаимодействие, что позволяет идентифицировать спин второго слоя. Путем применения точных микроволновых импульсов исследователям успешно удается контролировать и передавать поляризацию по цепочке спинов.
Этот прорыв не только позволяет создавать более крупные квантовые регистры с более высокими слоями спинов, но и раскрывает ранее неизвестные дефекты. Оптимизированный протокол исследователей для точных микроволновых импульсов обеспечивает стабильность экспериментальной установки и минимизирует помехи, вызванные внешними факторами.
Продолжая исследовать неизведанное, эти достижения в области квантового сенсоринга и контроля приближают нас к осуществлению полного потенциала квантовых технологий в различных приложениях. Возможность управлять тёмными спинами открывает новые возможности для квантового сенсоринга и пролагает путь для еще более мощных квантовых устройств.
Часто задаваемые вопросы:
Что такое квантовый сенсоринг?
Квантовый сенсоринг — это передовая технология, которая использует квантовые системы микроскопического уровня для измерения электромагнитных полей и свойств, таких как вращение, ускорение и расстояние с исключительной точностью. Он имеет потенциал перевернуть такие области, как изображение мозга и управление воздушным движением.
В чем особенность микроскопических дефектов в алмазах?
Микроскопические дефекты в алмазах, такие как центры азотовой вакансии (NV), могут быть использованы для создания кубитов, строительных блоков квантовых устройств. Исследователи продвигаются в определении и контроле этих дефектов, что может позволить создавать более крупные квантовые системы для более продвинутого сенсоринга.
Что такое тёмные спины?
Тёмные спины — это невидимые дефекты в алмазах, отличные от центров NV. Исследователи разработали новый подход, который позволяет им контролировать и манипулировать этими тёмными спинами. Создавая сеть соединенных спинов, они могут найти и управлять удаленными спинами, которые не могут быть прямо обнаружены центром NV.
Какую технику используют исследователи для управления спинами?
Исследователи используют технику, называемую спиновым эхо-двойным резонансом (SEDOR), которая использует микроволновые импульсы для селективного сопряжения центра NV с близкими спинами. Передавая поляризацию по цепочке спинов через магнитное взаимодействие, они успешно контролируют и манипулируют спинами.
Каковы преимущества управления тёмными спинами?
Управление тёмными спинами расширяет потенциал квантовых регистров, которые являются сборками кубитов для улучшения производительности квантовых сенсоров. Этот прорыв позволяет создавать более крупные квантовые регистры с более высокими слоями спинов и раскрывает ранее неизвестные дефекты, открывая новые возможности для квантового сенсоринга.
Определения ключевых терминов:
— Квантовый сенсоринг: Технология, которая использует квантовые системы микроскопического уровня для измерения электромагнитных полей и свойств с высокой точностью.
— Кубиты: Фундаментальные строительные блоки квантовых устройств.
— Центр NV: Конкретный дефект в алмазах, называемый центром азотовой вакансии.
— Тёмные спины: Невидимые дефекты в алмазах, отличные от центров NV.
— Квантовые регистры: Сборки кубитов, которые улучшают производительность квантовых сенсоров.
— Спиновое эхо-двойное резонансное (SEDOR): Техника, которая использует микроволновые импульсы для манипуляции и контроля спинов.
Предлагаемые связанные ссылки:
MIT
The source of the article is from the blog mendozaextremo.com.ar