Deimantai nėra amžinai: komanda sukuria pirmąjį kvantinio kompiuterio tiltą

Anonim

"Sandia" tyrėjai pirmą kartą vienoje lustoje pirmą kartą parodė, kad dvi silicio atomus turi įterpti du silicio atomus, kad būtų sukurtas kvantinis tiltas į nuorodą "Žmonės jau sukūrė mažus kvantinius kompiuterius", - sako "Sandia" tyrinėtojas Ryan Camacho. "Galbūt pirmasis naudingas nebus vienintelis milžiniškas kvantinis kompiuteris, bet prijungtas mažų grupių".

Kvantinės informacijos paskirstymas tilteliui ar tinklui taip pat gali leisti naujas kvantinės jutiklių formas, nes kvantinės koreliacijos leidžia visiems tinklo atomams elgtis taip, lyg jie būtų vienetiniai atomai.

Bendrame darbe su Harvardo universitetu Sandia Jonų spindulių laboratorijoje buvo naudojamas fokusuotas jonų spindulių implanteris, sukurtas vieniems jonams išpurkšti į tikslias vietas deimanto substratui. "Sandia" tyrėjai Edas Bielejecas, Jose Pacheco ir Danielis Perry panaudojo implantaciją, pakeičiančią vieną anglies atomą iš deimantų su didesniu silicio atomu, todėl du azoto atomai iš abiejų silicio atomo pusių jaučiasi pakankamai perpildyti, kad bėgtų. Tai palieka silicio atomą kaip didžiulį žemės savininką, kuris greta laisvių laisvų darbo vietų neužsikrauna nuo smūgių elektros srovių.

Nors silicio atomai yra įterpti į kietą medžiagą, jie elgiasi taip, tarsi plūsta dujose, todėl jų elektronų atsakas į kvantinius stimulus neapsaugo nepageidaujamų sąveikų su kitais daiktais.

"Ką mes padarėme, implantuoja silicio atomus tose vietose, kur norime", - sakė "Camacho". "Mes galime sukurti tūkstančius implantuotų vietovių, o tai visi duoda darbingus kvantinius įtaisus, nes mes auginame azotas gerokai žemiau substrato paviršiaus ir atsinaujiname jų vietoje. Prieš tai mokslininkai turėjo ieškoti spinduliuotės atomų tarp maždaug 1000 atsitiktinai atsiradusių defektų Tai yra anglies atomų, kurių deimantinis substratas yra keletas mikronų, kad surastų net tą, kuris išsiskyrė pakankamai stipriai, kad būtų naudingas viename fotono lygyje. "

Kai silicio atomai nusodinami deimanto substratuose, lazeriu generuojami fotonai sugriebia silicio elektronus į kitą atominės energijos būseną; kai elektronai grįš į žemesnės energijos būseną, nes visi reikalingi mažiausias galimas energijos lygis, jie išskleidžia kvantinius fotonus, kurie perneša informaciją per dažnį, intensyvumą ir bangos polarizaciją.

"Harvardo mokslininkai atliko šį eksperimentą, taip pat optinius ir kvantinius matavimus", - sakė "Camacho". "Mes padarėme naująjį prietaiso gamybą ir sukūrėme protingą būdą tiksliai apskaičiuoti, kiek jonų implantuoja į deimanto substratą."

"Sandia" tyrinėtojas Johnas Abrahamas ir kiti "Sandia" tyrėjai sukūrė specialius detektorius-metalo plėveles prie deimanto substrato - tai parodė, kad jonų spindulių implantai buvo sėkmingi, matuojant jonizacijos signalą, gautą iš vienetinių jonų.

"Gana kietas, ar ne?" sakė Camacho.

Žurnalas " Mokslas" taip manė. Darbas yra paskelbtas dabartiniame numeryje.

menu
menu