Timanttivärisentterien potentiaalia, erityisesti negatiivisesti varautuneiden ryhmä IV -timanttidefektien potentiaalia, tutkitaan yhä enemmän kvanttiteknologian tutkimuksessa. Saksalaiset tutkijat Ulmin yliopistossa ovat äskettäin edistyneet tällä alalla käyttämällä geeniuniumvapaustyhjennyskeskusta (GeV) timantissa kehittääkseen kvanttimuistin, jonka lupaava koherenssiaika on yli 20 millisekuntia.
Kun typpivapaustyhjennyksiä on laajasti tutkittu, tutkijat käänsivät huomionsa ryhmä IV -defekteihin, jotka koostuvat yhdestä IV-sarakkeen alkuaineesta ja tähystyshiukkosesta. Nämä defektit ovat osoittaneet vahvemmat emissiot nollafononilinjassa ja näyttävät inversiosymmetrian, mikä tekee niistä sopivia nanofotoniikan laitteiden integroimiseksi tehokasta kvanttiverkottumista varten.
Ulm-yliopiston tutkimusryhmän painopiste on kehittää tehokkaita spin-fotonirajapintoja ja laajennettuja muistoaikoja kvanttiverkon solmuille. Haasteiden voittaminen, jotka liittyvät fononien välittämään rentoutumiseen ja spin-kohinaan, on ratkaisevaa ryhmä IV -timanttidefektien hyödyntävien kvanttiyksiköiden toteuttamiselle.
Tutkijat käyttivät kaksinkertaista strategiaa ratkaistakseen nämä haasteet. Ensinnäkin, he käyttivät laimennusjääkaappia saavuttaakseen erittäin alhaiset lämpötilat, lieventäen fononien haitallista vaikutusta kvanttitietoon. Toiseksi, he toteuttivat spinin uudelleenkeskityksen mikroaaltopulsseilla ja optimoivat pulssijaksot irrottamiseksi spin-kohinasta ja lämmönhallinnan hallitsemiseksi. Ornstein-Uhlenbeck -simulaatiot antoivat näkemyksiä kohinan dynamiikasta ja helpottivat sekvenssien löytämistä, jotka tasapainottivat spinin uudelleenkeskityksen, laskentavälit ja lämmönhallinnan.
Ehdotettua kvanttimuistia testattiin kokeissa ja simuloinneissa, osoittaen tehokkaan spinohjauksen GeV: lle millikelvin-lämpötiloissa. Tutkijoiden esittelemä kattava menetelmä voi edistää kvanttimuistin suorituskykyä erilaisissa kokeellisissa olosuhteissa ja muissa ryhmä IV -defekteissä.
Tämä tutkimus edistää kvanttiverkkojen kehittämistä, jotka mahdollistavat pitkän matkan kvanttiviestinnän ja hajautetun kvanttilaskennan. Kvanttimuistiteknologioiden rajoja venyttämällä tutkijat valmistelevat tietä käytännön sovelluksille tulevaisuuden kvanttijärjestelmissä.
FAQ:
1. Mikä on Ulmin yliopistossa työskentelevien tutkijoiden tutkimuksen painopiste?
Tutkimuksen painopiste on kehittää kvanttiverkon solmuja, joissa on tehokkaat spin-fotonirajapinnat ja laajennetut muistiajat.
2. Millaisia timanttidefektejä tutkitaan tässä tutkimuksessa?
Tutkijat tutkivat ryhmä IV -timanttidefektejä, erityisesti geeniuniumvapaustyhjennyksiä (GeV) timantissa.
3. Mitä etua ryhmä IV -timanttidefekteillä on?
Ryhmä IV -defektit ovat osoittaneet vahvemmat emissiot nollafononilinjassa ja näyttävät inversiosymmetrian, mikä tekee niistä sopivia nanofotoniikan laitteiden integroimiseksi tehokasta kvanttiverkottumista varten.
4. Miten tutkijat ratkaisivat haasteet, jotka liittyvät fononien välittämään rentoutumiseen ja spin-kohinaan?
He käyttivät laimennusjääkaappia saavuttaakseen erittäin alhaiset lämpötilat, lieventäen fononien haitallista vaikutusta kvanttitietoon. He myös toteuttivat spinin uudelleenkeskittymisen mikroaaltopulsseilla ja optimoivat pulssijaksot irrottamiseksi spin-kohinasta ja lämmönhallinnan hallitsemiseksi.
5. Millainen on ehdotetun kvanttimuistin potentiaali?
Ehdotettu kvanttimuisti osoitti tehokkaan spinohjauksen GeV: lle millikelvin-lämpötiloissa, ja tutkijoiden esittelemällä kattavalla menetelmällä on potentiaalia edistää kvanttimuistin suorituskykyä erilaisissa kokeellisissa olosuhteissa ja muissa ryhmä IV -defekteissä.
Määritelmiä:
Kvanttimuisti: Laite tai järjestelmä, joka voi luotettavasti säilyttää ja noutaa kvanttisäätöjä tai -tietoa.
Koherenssiaika: Aika, jonka ajan kvanttisäätö pysyy koherenssina tai vakavana vaikuttamatta ulkoisista tekijöistä, jotka voivat aiheuttaa sen menettämään kvanttisäätönsä.
Inversiosymmetria: Tiettyjen defektien ominaisuus, joka mahdollistaa niiden emissio-ominaisuuksien manipuloinnin kvanttiteknologian käytössä.
Nanofotoniikan laitteet: Laitteet, jotka manipuloivat ja hallitsevat valoa nanomittakaavassa, usein kvanttiteknologian yhteydessä.
Spin-fotonirajapinta: Kvanttijärjestelmän spinin (sen kulmaliikkeeseen liittyvä ominaisuus) ja fotonin (valohiukkasen) vuorovaikutus, jota käytetään tiedonsiirtoon ja manipulointiin.
Fononien välittämä rentoutuminen: Prosessi, jossa kvanttisäädöt voivat menettää koherenssinsa vuorovaikutuksessa ympäröivän ympäristön värähtelyjen (fononien) kanssa.
Spin-kohina: Satunnaiset vaihtelut kvanttijärjestelmän spinominaisuuksissa, jotka voivat vaikuttaa negatiivisesti sen vakautta ja koherenssia.
Lisälinkkejä:
Ulmin yliopisto
Quantum.gov
[upotus]https://www.youtube.com/embed/uFRpTh9wP4Y[/upotus]
The source of the article is from the blog meltyfan.es