Новая революционная технология управления электронным спином



Сотрудничество экспериментаторов из Института нанонауки Кавли в Технологическом университете Делфта и теоретиков из лаборатории Эймса Министерства энергетики США позволило совершить прорыв в области контроля одиночного квантового спина.

Поиском способов управления материей на уровне отдельных атомов и электронов занято множество ученых и инженеров, поскольку способность манипулировать одним зарядом и магнитным моментом (спином) позволит проникнуть в тайны квантовой механики и современной физики твердого тела. Также это даст начало производству высокочувствительных магнитометров с нанометровым разрешением, односпиновых транзисторов для когерентной спинтроники и твердотельных устройств для квантовой обработки информации.

Исследователи разработали и внедрили специальный вид квантового контроля над одиночным квантовым магнитным моментом (спином) примесей атомного размера в алмазе. Это азотозамещенная вакансия (NV), которая привлекает большое внимание в связи с ее необычными магнитными и оптическими свойствами. Однако ее хрупкие квантовые состояния легко разрушаются даже от незначительного взаимодействия с внешним миром.

Используя специально разработанные последовательности высокоточных электромагнитных импульсов, ученые смогли защитить произвольное квантовое состояние одного спина и заставили его развиваться так, как будто он полностью отделен от внешнего мира. Таким образом, ученые добились 25-кратного увеличения продолжительности жизни квантового состояния при комнатной температуре.
Неконтролируемое взаимодействие спинов с окружающей средой было главным препятствием для реализации квантовых технологий, – объясняет важность открытия доцент Рональд Хэнсон (Ronald Hanson) из Университета Делфта. – Наша работа демонстрирует, что это препятствие можно преодолеть с помощью продвинутых методов управления спином".

В течение длительного периода управление одним спином в твердом состоянии при комнатной температуре было привлекательной, но далекой целью. Теперь же это реальная технология, которая может совершить настоящую революцию в науке и технике.


Источник

«Точка зрения, будто верующий более счастлив, чем атеист, столь же абсурдна, как распространенное убеждение, что пьяный счастливее трезвого»

Шоу Бернард

Файлы

Советы молодым учёным

Вселенная из ничего

Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!

Общая теория роста человечества