Kvantové snímání je moderní technologie, která využívá kvantové systémy na atomární úrovni k měření elektromagnetických polí a různých vlastností jako rotace, zrychlení a vzdálenost s neuvěřitelnou přesností. Tento pokrok v oblasti snímání má potenciál revolučně změnit obory jako je snímání mozku a řízení leteckého provozu.
Vzrušující vývoj v kvantovém snímání zahrnuje využití mikroskopických defektů v diamantech k vytvoření qubitů, fundamentálních stavebních bloků kvantových zařízení. Výzkumníci na MIT a dalších institucích dosáhli významného pokroku při identifikaci a kontrole většího počtu těchto defektů, což by mohlo vést k vytvoření větších kvantových systémů pro citlivější snímání.
Technika vyvinutá výzkumníky se zaměřuje na specifický defekt v diamantech nazývaný nitrogen-vacancy (NV) centrum. Pomocí laserového světla a mikrovlnných pulzů mohou vědci detekovat a manipulovat s tímto defektem. Nicméně, tento nový přístup překračuje NV centra a rozšiřuje kontrolu i na tmavější, neviditelné defekty známé jako tmavé spiny.
Aby toho dosáhli, výzkumníci vytvářejí síť propojených spinů, začínajíce NV centrem jako středovým spinem. Propojují NV centrum s blízkým tmavým spinem a poté používají tento tmavý spin jako sondy k nalezení a kontrole vzdálenějšího spinu, který nemůže být přímo detekován NV centrem. Tento proces je možné opakovat, aby se vytvořily delší řetězce kontrolovaných spinů.
Tím, že se vydávají do nezkoumaných teritorií a přijímají rizika, výzkumníci objevili nové možnosti výhodných qubitů. Schopnost kontrolovat tmavé spiny rozšiřuje potenciál kvantových registrů, což jsou sbírky qubitů, které zlepšují výkon kvantových senzorů.
Výzkumníci využívají techniku nazvanou spin echo double resonance (SEDOR), která pomocí mikrovlnných pulzů selektivně spojuje NV centrum s blízkými spiny. Přenášejí polarizaci z NV centra na spin vrstvy přes magnetickou interakci, což jim umožňuje identifikovat spin v druhé vrstvě. Přesné mikrovlnné pulsy jim umožňují úspěšně kontrolovat a přenášet polarizaci po řetězci spinů.
Tento průlom nejen umožňuje vytváření větších kvantových registrů s vyššími vrstvami spinů, ale také odhaluje dosud neobjevené defekty. Optimalizovaný protokol výzkumníků pro přesné mikrovlnné pulsy zajišťuje stabilitu experimentálního zařízení a minimalizuje rušení způsobené vnějšími faktory.
Pokračováním v objevování neznámého nás tyto pokroky v oblasti kvantového snímání a kontroly přibližují k využití plného potenciálu kvantových technologií v různých aplikacích. Schopnost manipulovat s tmavými spiny otevírá nové možnosti pro kvantové snímání a připravuje půdu pro ještě výkonnější kvantová zařízení.
ČASTO KLADENÉ OTÁZKY:
Co je kvantové snímání?
Kvantové snímání je moderní technologie, která využívá kvantové systémy na atomární úrovni k měření elektromagnetických polí a vlastností jako rotace, zrychlení a vzdálenost s výjimečnou přesností. Má potenciál revolučně změnit oblasti jako je snímání mozku a řízení leteckého provozu.
Jaký je význam mikroskopických defektů v diamantech?
Mikroskopické defekty uvnitř diamantů, jako jsou nitrogen-vacancy (NV) centra, lze využít k vytvoření qubitů, stavebních bloků kvantových zařízení. Výzkumníci dosáhli pokroku při identifikaci a kontrole těchto defektů, což by mohlo umožnit vytvoření větších kvantových systémů pro pokročilejší snímání.
Co jsou tmavé spiny?
Tmavé spiny jsou neviditelné defekty v diamantech, které se odlišují od NV center. Výzkumníci vyvinuli nový přístup, který jim umožňuje kontrolovat a manipulovat s těmito tmavými spiny. Vytvářením sítě propojených spinů mohou lokalizovat a ovládat vzdálené spiny, které nemohou být přímo detekovány NV centrem.
Jakou techniku výzkumníci používají k ovládání spinů?
Výzkumníci využívají techniku nazvanou spin echo double resonance (SEDOR), která pomocí mikrovlnných pulzů selektivně spojuje NV centrum s blízkými spiny. Přenosem polarizace po řetězci spinů pomocí magnetické interakce úspěšně ovládají a manipulují s nimi.
Jaké jsou výhody ovládání tmavých spinů?
Ovládání tmavých spinů rozšiřuje potenciál kvantových registrů, což jsou sbírky qubitů, které zlepšují výkon kvantových senzorů. Tento průlom umožňuje vytváření větších kvantových registrů s vyššími vrstvami spinů a odhaluje dosud neobjevené defekty, otevírajíce nové možnosti pro kvantové snímání.
Klíčová vysvětlení:
– Kvantové snímání: Technologie využívající kvantové systémy na atomární úrovni k měření elektromagnetických polí a vlastností s vysokou přesností.
– Qubity: Fundamentalní stavební bloky kvantových zařízení.
– NV centrum: Specifický defekt v diamantech nazývaný nitrogen-vacancy centrum.
– Tmavé spiny: Neviditelné defekty v diamantech, které se odlišují od NV center.
– Kvantové registry: Sbírky qubitů, které zlepšují výkon kvantových senzorů.
– Spin echo double resonance (SEDOR): Technika využívající mikrovlnné pulzy k manipulaci a ovládání spinů.
Navrhované související odkazy:
MIT
[https://www.youtube.com/embed/2oNQa_Mb2j8]
The source of the article is from the blog yanoticias.es