Kvantandurid on tipptasemel tehnoloogia, mis kasutab aatomimõõdus kvantumsüsteeme elektromagnetväljade ja erinevate omaduste, nagu pöörlemine, kiirendus ja kaugus, mõõtmiseks uskumatult suure täpsusega. See mõõtmistehnoloogia areng võib revolutsiooniliselt mõjutada valdkondi nagu ajukoore kujutamine ja lennujuhtimine.
Põnev areng kvantandurite valdkonnas hõlmab teemante sisse ehitatud mikroskoopilisi defekte qubitite loomiseks, mis on kvantseadmete põhiüksused. MIT ja teiste institutsioonide teadlased on teinud suuri edusamme nende defektide tuvastamisel ja kontrollimisel, mis võiks viia suuremate kvantumsüsteemide loomiseni, et saavutada tundlikum mõõtmine.
Teadlaste väljatöötatud meetod keskendub teemantides esinevale spetsiifilisele defektile, mida nimetatakse lämmastik-vakantskeskuseks (NV-keskus). Laserkiire ja mikrolainepulsside abil on teadlastel võimalik seda defekti tuvastada ja manipuleerida. Kuid see uus lähenemine ulatub NV-keskusest kaugemale ja võimaldab kontrollida tumedaid, nähtamatuid defekte, mida nimetatakse tumedateks spinnideks.
Selle saavutamiseks loovad teadlased võrgustiku ühendatud spinnidega, alustades NV-keskusest kesksena. Nad ühendavad NV-keskuse lähedal asuva tumeda spinniga ja kasutavad seda tumedat spinni sondina, et leida ja kontrollida kaugemat spinni, mida ei saa NV-keskusega otse tuvastada. Seda protsessi saab korrata, et määrata pikemaid kontrollitud spinnide ahelaid.
Riskides uurida avastamata alasid, avastasid teadlased uued võimalused kasulike qubitite jaoks. Võime kontrollida tumedaid spinne laiendab kvantregistrite võimalusi, mis koosnevad qubitite kogumist ja parandavad kvantandurite jõudlust.
Teadlased kasutavad spinni ehhokaja topeltspektroskoopiat (SEDOR), mis kasutab mikrolainepulsse NV-keskuse valikuliseks paaritamiseks lähedalasuvate spinnidega. Nad kannavad polaarsuse üle NV-keskusest esimese kihi spinnile magnetilise interaktsiooni abil, mis võimaldab neil tuvastada teise kihi spinni. Rakendades täpseid mikrolainepulse, suudavad nad edukalt kontrollida ja üle kanda polaarsust spinnide ahelas.
See läbimurre mitte ainult ei võimalda suuremate kvantregistrite ehitamist kõrgema taseme spinnidega, vaid avastab ka seni avastamata defekte. Teadlaste optimeeritud protokoll täpsete mikrolainepulsside jaoks tagab eksperimentaalse seadistuse stabiilsuse ja vähendab välismõjudest tingitud häireid.
Kui me jätkame tundmatu uurimist, toovad need edusammud kvantandurite kontrollimisel ja kasutamisel meid lähemale kvantumtehnoloogiate täieliku potentsiaali ärakasutamisele erinevates valdkondades. Võime manipuleerida tumedate spinnidega avab uued võimalused kvantandurite jaoks ning sillutab tee veel võimsamate kvantseadmete suunas.
KKK:
Mis on kvantandur?
Kvantandur on tipptasemel tehnoloogia, mis kasutab aatomimõõdus kvantumsüsteeme elektromagnetväljade ja omaduste, nagu pöörlemine, kiirendus ja kaugus, mõõtmiseks erakordse täpsusega. See võib revolutsiooniliselt mõjutada valdkondi nagu ajukoore kujutamine ja lennujuhtimine.
Mis on teemantides mikroskoopiliste defektide tähtsus?
Teemantides esinevad mikroskoopilised defektid, nagu lämmastik-vakantskeskused (NV-keskused), saab kasutada qubitite loomiseks, mis on kvantseadmete ehitusplokid. Teadlased on teinud edusamme nende defektide tuvastamisel ja kontrollimisel, mis võiks võimaldada suuremate kvantumsüsteemide loomist arenenuma mõõtmise jaoks.
Mis on tumedad spinnid?
Tumedad spinnid on teemantides esinevad nähtamatud defektid, mis erinevad NV-keskustest. Teadlased on välja töötanud uudse lähenemisviisi, mis võimaldab neil neid tumedaid spinne kontrollida ja manipuleerida. Ühendatud spinnide võrgustiku loomise abil saavad nad tuvastada ja kontrollida kaugemaid spinne, mida ei saa NV-keskusega otse tuvastada.
Millist tehnikat kasutavad teadlased spinnide kontrollimiseks?
Teadlased kasutavad spinni ehhokaja topeltspektroskoopiat (SEDOR), mis kasutab mikrolainepulsse NV-keskuse valikuliseks paaritamiseks lähedalasuvate spinnidega. Polaarsuse kandmisega spinnide ahela kaudu magnetilise interaktsiooni abil suudavad nad spinnide üle kontrolli saavutada ja polaarsust üle kanda.
Millised on tumedate spinnide kontrollimise eelised?
Tumedate spinnide kontrollimine avardab kvantregistrite võimalusi, mis koosnevad qubitite kogumist ja parandavad kvantandurite jõudlust. See läbimurre võimaldab suuremate kvantregistrite ehitamist kõrgema taseme spinnidega ning avastab seni avastamata defekte, avades uued võimalused kvantandurite jaoks.
Olulised mõisted:
– Kvantandur: Tehnoloogia, mis kasutab aatomimõõdus kvantumsüsteeme elektromagnetväljade ja omaduste mõõtmiseks suure täpsusega.
– Qubitid: Kvantseadmete põhiüksused.
– NV-keskus: Teemantides esinev spetsiifiline defekt, mida nimetatakse lämmastik-vakantskeskuseks.
– Tumedad spinnid: Teemantides esinevad nähtamatud defektid, mis erinevad NV-keskustest.
– Kvantregistrid: Qubitite kogumid, mis parandavad kvantandurite jõudlust.
– Spinni ehhokaja topeltspektroskoopia (SEDOR): Tehnika, mis kasutab mikrolainepulsse spinnide kontrollimiseks ja manipuleerimiseks.
Soovitatud seotud lingid:
MIT
The source of the article is from the blog macholevante.com