Квантова детекція – це передова технологія, яка використовує атомно-масштабні квантові системи для вимірювання електромагнітних полів та різних властивостей, таких як обертання, прискорення та відстань з неймовірною точністю. Цей прогрес у детекції має потенціал змінити такі галузі, як зображення мозку та контроль над повітряним рухом.
Цікавим розвитком в квантовій детекції є використання мікроскопічних дефектів у діамантах для створення кубітів, фундаментальних будівельних блоків квантових пристроїв. Дослідники з МТІ та інших установ зробили значний прогрес у визначенні та контролі над більшою кількістю цих дефектів, що може призвести до створення більших квантових систем для більш чутливого вимірювання.
Техніка, розроблена дослідниками, фокусується на певному дефекті у діамантах, якому кажуть нитроген-ваакансійний (НВ) центр. З використанням лазерного світла та мікрохвильових імпульсів вчені можуть виявляти та маніпулювати цим дефектом. Однак, цей новий підхід виходить за рамки НВ-центру і розширює контроль на більш темні, невидимі дефекти, відомі як темні спіни.
Для досягнення цього дослідники створюють мережу з’єднаних спінів, починаючи з НВ-центру, що є центральним спіном. Вони з’єднують НВ-центр з недалеким темним спіном, а потім використовують цей темний спін як монітор для визначення та контролю більш віддаленого спіну, який не може бути прямо виявлений НВ-центром. Цей процес можна повторювати для встановлення довших ланцюгів керованих спінів.
Заходячи в невідомі території та ризикуючи, дослідники відкрили нові можливості для вигідних кубітів. Здатність керування темними спінами розширює потенціал квантових реєстрів, які є збірками кубітів, що підвищують ефективність квантових датчиків.
Дослідники використовують техніку, називану “спін-еко двоїним резонансом” (SEDOR), за допомогою мікрохвильових імпульсів, щоб вибірково спарити НВ-центр з недалекими спінами. Вони передають поляризацію від НВ-центру до спіну першого шару через магнітну взаємодію, що дозволяє їм ідентифікувати спін другого шару. Застосовуючи точні мікрохвильові імпульси, вони успішно контролюють та передають поляризацію по ланцюгу спінів.
Цей прорив не тільки дозволяє створювати більші квантові реєстри з більш високошаровими спінами, але також виявляє раніше невідомі дефекти. Оптимізований протокол для точних мікрохвильових імпульсів, розроблений дослідниками, забезпечує стабільність експериментального установки та мінімізує перешкоди, спричинені зовнішніми факторами.
В процесі подальшого дослідження невідомого ці прогреси в квантовій детекції та керуванні наближають нас до використання повного потенціалу квантових технологій у різних сферах застосування. Здатність маніпулювати темними спінами відкриває нові перспективи для квантової детекції та намітя шляху для ще потужніших квантових пристроїв.
Часті питання:
Що таке квантова детекція?
Квантова детекція – це передова технологія, яка використовує атомно-масштабні квантові системи для вимірювання електромагнітних полів та властивостей, таких як обертання, прискорення та відстань з високою точністю. Вона має потенціал змінити такі галузі, як зображення мозку та контроль над повітряним рухом.
Яка значущість мікроскопічних дефектів у діамантах?
Мікроскопічні дефекти всередині діамантів, такі як нитроген-ваакансійні (НВ) центри, можуть бути використані для створення кубітів, будівельних блоків квантових пристроїв. Дослідники зробили прогрес у визначенні та контролі цих дефектів, що може сприяти створенню більших квантових систем для більш просунутої детекції.
Що таке темні спіни?
Темні спіни – це невидимі дефекти в діамантах, які відрізняються від НВ-центрів. Дослідники розробили новий підхід, який дозволяє контролювати та маніпулювати цими темними спінами. Встановлюючи мережу з’єднаних спінів, вони можуть вирішувати місцезнаходження та контролювати віддалені спіни, які не можуть бути прямо виявлені НВ-центром.
Яку техніку використовують дослідники для контролю спінів?
Дослідники використовують техніку, яку називають “спін-еко двоїним резонансом” (SEDOR), за допомогою мікрохвильових імпульсів, що дозволяє вони вибірково спарюють НВ-центр з близькими спінами. Передавши поляризацію по ланцюгу спінів через магнітну взаємодію, вони успішно контролюють та маніпулюють спінами.
Які переваги контролю темних спінів?
Керування темними спінами розширює потенціал квантових реєстрів, які є збірками кубітів, що підвищують ефективність квантових датчиків. Цей прорив дозволяє створювати більші квантові реєстри з більш високошаровими спінами та виявляє раніше невідомі дефекти, відкриваючи нові перспективи для квантової детекції.
Основні визначення:
– Квантова детекція: Технологія, що використовує атомно-масштабні квантові системи для вимірювання електромагнітних полів та властивостей з високою точністю.
– Кубіти: Фундаментальні будівельні блоки квантових пристроїв.
– НВ-центр: Конкретний дефект у діамантах, який називають нитроген-ваакансійний центр.
– Темні спіни: Невидимі дефекти в діамантах, що відрізняються від НВ-центрів.
– Квантові реєстри: Збірки кубітів, що підвищують ефективність квантових датчикі
The source of the article is from the blog tvbzorg.com