Kvantu izjūta ir jaunākā tehnoloģija, kas izmanto atomu mēroga kvantu sistēmas, lai mērītu elektromagnētiskos laukus un dažādas īpašības, piemēram, rotāciju, paātrinājumu un attālumu, ar neticamu precizitāti. Šīs izjūtas attīstība ir potenciāls revolucionizēt jomu, piemēram, smadzeņu attēlošanu un gaisa satiksmes vadību.
Sajūtas attīstībā kvantu izjūtai tiek izmantotas mikroskopiskas defektuācijas dimantos, lai veidotu kvantu ierīču pamatelementus – kv subscriptions. Masachusettsas Tehnoloģijas institūta un citu institūciju pētnieki ir gūstusi būtisku progresu, atklājot un vadot lielāku skaitu šādu defektu, kas var novest pie lielāka jutīguma izjūtas kvant sistēmu izveidē.
Pētnieku izstrādātā tehnika koncentrējas uz dimantos esošu defektu, ko sauc par slāpekļa-vakants (NV) centru. Izmantojot lāzera gaismu un mikroviļņu impulsus, zinātnieki var konstatēt un manipulēt ar šo defektu. Tomēr šī jaunā pieeja iet tālāk par NV centru un nodrošina vadību arī tumšākām, neredzamām defektām, ko sauc par tumšām spīnām.
Lai to panāktu, pētnieki izveido savienoto spīņu tīklu, sākot ar NV centru kā centrālo spīnu. Viņi savieno NV centru ar tuvējo tumšo spinu un pēc tam izmanto šo tumšo spinu kā sondi, lai atrastu un kontrolētu tālāku spinu, ko NV centrs nevar konstatēt tieši. Šo procesu var atkārtot, lai izveidotu garākas kontroles spinu ķēdes.
Ieslēdzoties nepazīstamiem teritorijās un uzņemoties riskus, pētnieki ir atklājuši jaunas iespējas izdevīgiem kvant aboniem. Tumšo spinu vadības spēja paplašina kvantu reģistru potenciālu, kas ir kvaboni, kas uzlabo kvantu sensoru veiktspēju.
Pētnieki izmanto tehnoloģiju, ko sauc par spīnas izplešanu ar divkārtneko rezonansi (SEDOR), kas izmanto mikroviļņu impulsus, lai selektīvi pārlētu NV centru ar blakus esošajiem spinu. Viņi pārsūta polarizāciju no NV centra uz pirmā slāņa spinu, izmantojot magnētisko mijiedarbošanos, un tie tādējādi identificē otro slāņa spinu. Lietojot precīzus mikroviļņu impulsus, viņiem izdodas kontrolēt un pārsūtīt polarizāciju pa spīņu ķēdi.
Šī atklāsme ne tikai ļauj konstruēt lielākus kvantu reģistrus ar augstāka slāņa spīnām, bet arī atklāj agrāk nezināmus defektus. Pētnieku optimizētais protokols precīziem mikroviļņu impulsam nodrošina eksperimentālās iekārtas stabilitāti un minimizē traucējumus, ko izraisa ārējie faktori.
Turpinot pētīt nezināmo, šīs izjūtas un vadības attīstība kvantu tehnoloģijās mūs tuvina pilnīga kvanta potenciāla izmantošanai dažādās jomās. Spēja manipulēt tumšajām spinām atver jaunas iespējas kvantu izjūtai un pavēra ceļu vēl jaudīgākām kvantu ierīcēm.
Bieži uzdotie jautājumi:
Kas ir kvantu izjūta?
Kvantu izjūta ir jaunākā tehnoloģija, kas izmanto atomu mēroga kvantu sistēmas, lai mērītu elektromagnētiskos laukus un īpašības ar augstu precizitāti, piemēram, rotāciju, paātrinājumu un attālumu. Tā ir potenciāla revolucionēt jomas kā smadzeņu attēlošanu un gaisa satiksmes vadību.
Kāda ir mikroskopisko defektu nozīme dimantos?
Dimantu mikroskopiskie defekti, piemēram, slāpekļa-vakants (NV) centri, var tikt izmantoti, lai veidotu kvantu abonus, kas ir kvantu ierīču pamatelementi. Pētnieki guvuši progresu, atklājot un vadot šos defektus, kas varētu ļaut izveidot lielākas kvantu sistēmas, lai veiktu vairākām attīstītām izjūtām.
Kas ir tumšās spīnas?
Tumšās spīnas ir neredzami defekti dimantos, kas ir atšķirīgi no NV centriem. Pētnieki ir izstrādājuši jaunu pieeju, kas ļauj kontrolēt un manipulēt ar šīm tumšajām spinām. Izveidojot savienotu spīņu tīklu, viņi var atrast un kontrolēt tālus spinus, kurus NV centrs nevar konstatēt tieši.
Kādu tehniku pētnieki izmanto, lai kontrolētu spinus?
Pētnieki izmanto tehniku, ko sauc par spīnas atbalss divkāršo rezonansi (SEDOR), kas izmanto mikroviļņu impulsus, lai selektīvi pārlētu NV centru ar tuvējo spīnām. Pārnesot polarizāciju pa spinu ķēdi, izmantojot magnētisko mijiedarbošanos, viņi veiksmīgi kontrolē un vadīt spinus.
Kādu labumu sniedz tumšo spinu kontrolēšana?
Tumšo spinu vadība paplašina kvantu reģistru potenciālu, kas ir kvantu abonu kolekcijas, kas uzlabo kvantu sensoru veiktspēju. Šī atklāsme ļauj konstruēt lielākus kvantu reģistrus ar augstāka slāņa spinām un atklāt agrāk nezināmus defektus, atverot jaunas iespējas kvantu izjūtai.
Galvenie termini:
– Kvantu izjūta: Tehnoloģija, kas izmanto atomu mēroga kvantu sistēmas, lai mērītu elektromagnētiskos laukus un īpašības ar augstu precizitāti.
– Kvaboni: Kvanta ierīču pamatelementi.
– NV centrs: Defekts dimantā, ko sauc par slāpekļa-vakants centru.
– Tumšās spīnas: Neredzami defekti dimantā, kas ir atšķirīgi no NV centriem.
– Kvantu reģistri: Kvabonu kolekcijas, kas uzlabo kvantu sensoru veiktspēju.
– Spīnas atbalss divkāršā rezonanse (SEDOR): Tehnika, kas izmanto mikroviļņu impulsus, lai manipulētu un kontrolētu spinus.
Ieteiktie saistītie saites:
MIT
The source of the article is from the blog papodemusica.com