![]() |
Квантовая наука способна произвести революцию в современных технологиях, создав более эффективные компьютеры, а также коммуникационные и сенсорные устройства. Однако в достижении этих технологических целей остаются проблемы, включая то, как именно можно управлять информацией в квантовых системах. В работе, опубликованной в журнале Nature Physics, группа исследователей из Рочестерского университета, включая Джона Никола, доцента физики, описывает новый метод управления спином электронов в кремниевых квантовых точках — крошечных наноразмерных полупроводниках с поразительными свойствами — как способ управления информацией в квантовой системе.
Использование квантовых точек в качестве кубитовОбычный компьютер состоит из миллиардов транзисторов, называемых битами. А квантовые компьютеры основаны на квантовых битах, также известных как кубиты. В отличие от обычных транзисторов, которые могут быть в состоянии либо «0» (выключены), либо „1“ (включены), кубиты подчиняются законам квантовой механики и могут быть одновременно и „0“, и „1“. Ученые давно рассматривали возможность использования кремниевых квантовых точек в качестве кубитов; управление спином электронов в квантовых точках позволило бы управлять передачей квантовой информации. Каждый электрон в квантовой точке обладает внутренним магнетизмом, подобно крошечному магниту. Ученые называют это электронным спином или спином электрона — магнитным моментом, связанным с каждым электроном, потому что каждый электрон представляет собой отрицательно заряженную частицу, которая ведет себя так, как будто она быстро вращается, и именно это движение вызывает магнетизм. Спин электрона является перспективным кандидатом для передачи, хранения и обработки информации в квантовых вычислениях, поскольку он обеспечивает длительное время когерентности и высокую точность перехода, а также совместим с передовыми технологиями производства полупроводников. Время когерентности кубита — это время до потери квантовой информации из-за взаимодействия с шумной средой; большая когерентность означает большее время для выполнения вычислений. Высокая точность перехода означает, что квантовая операция, которую пытаются выполнить исследователи, будет выполнена именно так, как они хотят. Однако одной из основных проблем при использовании кремниевых квантовых точек в качестве кубитов является управление спином электрона. Управление спином электронаСтандартным методом управления спином электрона является электронный спиновый резонанс (ЭСР), который включает в себя применение к кубитам осциллирующих радиочастотных магнитных полей. Однако этот метод имеет ряд ограничений, включая необходимость генерировать и точно контролировать осциллирующие магнитные поля в криогенной среде, в которой работает большинство электронных спиновых кубитов. Обычно для генерации осциллирующих магнитных полей исследователи пропускают ток через провод, при этом выделяется тепло, которое может нарушить криогенную среду. Никол и его коллеги описали новый метод управления спином электронов в кремниевых квантовых точках, который не зависит от осциллирующих электромагнитных полей. Метод основан на явлении под названием спин-долинная связь, которое возникает, когда электроны в кремниевых квантовых точках переходят между различными спиновыми и долинными состояниями. В то время как спиновое состояние электрона относится к его магнитным свойствам, долинное состояние относится к другому свойству, связанному с пространственным профилем электрона. Исследователи применяют импульс напряжения для использования эффекта спин-долинной связи и манипулируют спиновым и долинным состояниями, управляя спином электрона.
30.01.2023 |
Net&IT
![]() | |
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов» | |
Стартовал отборочный этап Международного техно... |
![]() | |
Наступает новая эра творческого партнерства в эпоху генеративного ИИ | |
Последние достижения в области генеративн... |
![]() | |
Ученые разрабатывают инструменты для использования ИИ в юридическом образовании | |
В то время как многие с опаской... |
![]() | |
Создан метод тонкой настройки модели ИИ на устройствах с ограниченными ресурсами | |
Персонализированные модели глубокого обучения ... |
![]() | |
Новая уязвимость процессора подвергает опасности виртуальные машины | |
В области облачных вычислений, то есть до... |
![]() | |
Разработан новый квантовый подход к безопасности облачных хранилищ данных | |
Распределенные облачные хранилища —... |
![]() | |
ACS Applied Energy Materials: Разработаны солнечные батареи для помещений | |
Так называемый Интернет вещей — от&... |
![]() | |
Ученые разработали энергоэффективный чип для искусственного интеллекта | |
Основная идея проста: в отличие от п... |
![]() | |
Patterns: Ученые выяснили, насколько этичным считают использование ИИ в мире | |
Для изучения глобального состояния этики ИИ&nb... |
![]() | |
ИИ помогает математикам находить закономерности | |
Применение машинного обучения для поиска ... |
![]() | |
Машинное обучение повысит эффективность исследований в химической инженерии | |
В распоряжении исследователей в области х... |
![]() | |
Контекстные подсказки помогают зрительной системе развивать новые возможности | |
Исследование психологов LMU показывает, что&nb... |
![]() | |
Scientific Reports: Борьба с недоверием в Интернете может быть неэффективной | |
Новое исследование, проведенное Университетом ... |
![]() | |
JRCS: ChatGPT перегружает пользователей выбором | |
За последние несколько лет в области... |
![]() | |
Искусственный интеллект может превзойти человеческий мозг | |
Ощупывание кошачьей шерсти может дать некотору... |
![]() | |
Нейронные сети в опасности: как злоумышленники могут запутать ИИ | |
Большинство искусственных интеллектуальных сис... |
![]() | |
ChatGPT почти такой же хороший диагност, как доктор Хаус | |
Чат-бот с искусственным интеллектом ChatG... |
![]() | |
QS&T: Ученые создали самый точный метод управления квантовыми компьютерами | |
С помощью лазерного излучения исследователи ра... |
![]() | |
New Phytologist: ИИ поможет распознавать аллергенную пыльцу | |
Новая система, сочетающая в себе быстрое ... |
![]() | |
Российские игры покоряют мир: Atomic Heart заняла первое место на Steam | |
В этом году российская игровая индустрия продо... |
![]() | |
HV&I: ChatGPT помогает выявлять фейки о вакцинации | |
Чат-бот ChatGPT может помочь увеличить количес... |
![]() | |
Университет Амстердама: ИИ поможет упорядочить данные о пациентах | |
80% всех данных о пациентах являются нест... |
![]() | |
Разработана система сортировки пациентов на основе ИИ по тяжести заболевания | |
Группа исследователей из Йельского универ... |
![]() | |
Те, у кого нет AR-очков, уязвимы перед теми, у кого они есть | |
Тот, кто носит очки дополненной реальност... |
![]() | |
Nature: Научная группа разработала критерии определения сознания ИИ | |
В этом может помочь контрольный список, состав... |
![]() | |
Технология обнаружения вредоносного ПО будет встроена в компьютерное «железо» | |
Представьте себе компьютер, работу которого не... |
![]() | |
JAMA Oncology: ChatGPT еще не готов заменить врачей-онкологов | |
Когда исследователи попросили чатбот назначить... |
![]() | |
Computers in Human Behavior: Социальные сети не провоцируют депрессию у детей | |
Дети действительно проводят много времени в&nb... |
![]() | |
Ученые разработали систему для решения проблемы многорукого бандита | |
Как игроку максимизировать выигрыш в игро... |
![]() | |
6G решит все проблемы с покрытием и связью, но готово ли к ней человечество? | |
Журнал Engineering опубликовал исследование, п... |