Potentsiaali teemantvärvi keskuste, eriti negatiivselt laetud grupp IV teemantidefektide kasutamiseks kvanttehnoloogia uurimisel uuritakse üha aktiivsemalt. Ulmi ülikooli teadlased Saksamaal on hiljuti selles valdkonnas edusamme teinud, kasutades diamondis Germaniumi vahekohalolu (GeV) keskust kvantmälu väljatöötamiseks, millel on paljutõotav koherentsusaeg üle 20 millisekundi.
Kuigi lämmastik-vaheasendid on laialdaselt uuritud, pöörasid teadlased tähelepanu grupp IV defektidele, mis koosnevad ülikooli IV perioodilaua elemendist ja võre vahest. Need defektid on näidanud tugevamaid emissioone nullfononijoones ning neil on inverteerimissümmeetria, mis muudab nad sobivaks integreerimiseks nanofotoonilistesse seadmetesse tõhusa kvantvõrkude jaoks.
Ulm Ülikooli uurimisrühma fookus on kvantvõrgu sõlme väljaarendamine koos tõhusate spin-fotoni liidestega ja pikendatud mäluajaga. Foneenide vahendatud lõõgastuse ja spinnimüra seotud väljakutsete ületamine on oluline gruppi IV teemantidefektide kasutamisel kvantsüsteemide realiseerimiseks.
Nende väljakutsete lahendamiseks kasutasid teadlased kahekordset strateegiat. Esiteks kasutasid nad lahjenduskülmutit, et saavutada ultrahelite temperatuurid ja vähendada foneenide negatiivset mõju kvantinformatsioonile. Teiseks rakendasid nad spinni refokuseerimist mikrolainepulssidega ja optimeerisid pulsside järjestusi spinnimüra eraldamiseks ja sisse viidud soojuskoormuse juhtimiseks. Ornstein-Uhlenbecki simulatsioonid pakkusid ülevaadet müra dünaamikast ja aitasid leida järjestusi, mis tasakaalustasid spinni fokuseerimist, arvutusintervalle ja soojusjuhtimist.
Teadlased testisid kvantmälu esitatud eksperimentide ja simulatsioonide abil, mis demonstreerisid GeV tõhusat spinnikontrolli millikelvini temperatuuridel. Teadlaste esitatud põhjalik metodoloogia võib tulevikus edendada kvantmälu jõudlust mitmesuguste eksperimentaalsete tingimuste ja teiste grupi IV defektide jaoks.
See uurimistöö aitab kaasa kvantvõrkude arendamisele, mis võimaldavad kaugmaa kvantkommunikatsiooni ja hajutatud kvantarvutust. Kvantsüsteemide praktiliste rakenduste tee sillutavate kvantmälu tehnoloogiate piire lükkides valmistavad teadlased ette tulevikku.
Korduma kippuvad küsimused:
1. Milline on Ulmi Ülikooli teadlaste läbiviidava uuringu fookus?
Uuringute fookus on kvantvõrgu sõlmede väljatöötamisel tõhusate spin-fotoni liideste ja pikendatud mäluajaga.
2. Millist tüüpi teemantdefekte uuritakse selles uuringus?
Teadlased uurivad gruppi IV kuuluvaid teemantdefekte, täpsemalt Germaniumi vahekohalolusid (GeV) teemantides.
3. Millist eelist omavad grupp IV teemantdefektid?
Gruppi IV defektid on näidanud tugevamaid emissioone nullfononijoones ning neil on inverteerimissümmeetria, mis muudab nad sobivaks integreerimiseks nanofotoonilistesse seadmetesse tõhusa kvantvõrkude jaoks.
4. Kuidas teadlased lahendasid foneenide vahendatud lõõgastuse ja spinnimüraga seotud väljakutseid?
Nad kasutasid lahjenduskülmutit, et saavutada ultrahelite temperatuurid ja vähendada foneenide negatiivset mõju kvantinformatsioonile. Nad rakendasid ka spinni refokuseerimist mikrolainepulssidega ja optimeerisid pulsside järjestusi spinnimüra eraldamiseks ja sisse viidud soojuskoormuse juhtimiseks.
5. Milline on esitatud kvantmälu potentsiaal?
Esitatud kvantmälu demonstreeris tõhusat spinnikontrolli GeV juures millikelvini temperatuuridel ning teadlaste esitatud põhjalik metoodika võib edendada kvantmälu jõudlust mitmesuguste eksperimentaalsete tingimuste ja teiste grupi IV defektide jaoks.
Määratlused:
Kvantmälu: Seade või süsteem, mis suudab usaldusväärselt salvestada ja taastada kvantseisundeid või -informatsiooni.
Koherentsusaeg: Aeg, mille jooksul kvantseisund jääb koherentsena ehk stabiilsena, ilma et see mõjuks välistegurid, mis võivad põhjustada selle kvantomaduste kaotamist.
Inverteerimissümmeetria: Omadus, mis võimaldab teatud defektidel manipuleerida nende emissiooniomadustega kvanttehnoloogiate kasutamiseks.
Nanofotoonilised seadmed: Seadmed, mis manipuleerivad ja kontrollivad valgust nanoskaalal, sageli kvanttehnoloogia kontekstis.
Spinn-fotoni liides: Kvantsüsteemi spinni (omadus, mis on seotud selle pöördemomendiga) ja footoni (valguse osakest) vastastikmõju, mida kasutatakse informatsiooni edastamiseks ja manipuleerimiseks.
Foneenide vahendatud lõõgastumine: Protsess, mille käigus kvantseisund võib kaotada koherentsuse, kuna see suhtleb ümbritsevas keskkonnas vibratsioonidega (foneenid).
Spinnimüra: Juhuslikud kõikumised kvantsüsteemi spinniomadustes, mis võivad negatiivselt mõjutada selle stabiilsust ja koherentsust.
Seotud lingid:
Ulmi Ülikool
Quantum.gov
The source of the article is from the blog toumai.es