РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 11.06.2008   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


11.06.2008

Осуществлена квантовая запутанность в алмазе

10 июня 2008


 








Эксперимент был осуществлён "внутри" синтетического алмаза, содержащего значительную долю изотопов углерода-13. На иллюстрации: искусственный кристалл Apollo (фото Steve Jurvetson).
Эксперимент был осуществлён "внутри" синтетического алмаза, содержащего значительную долю изотопов углерода-13. На иллюстрации: искусственный кристалл Apollo (фото Steve Jurvetson).





Международной группе учёных впервые удалось добиться переноса квантовых состояний частиц в твёрдотельном материале. По мнению многих специалистов, получение устойчивого эффекта "телепортации" позволит в будущем создать работоспособную модель квантового компьютера.


Отчёт об этом эксперименте опубликован в журнале Science.


Опыты по установлению и удержанию дистанционной корреляции между наблюдаемыми физическими свойствами объектов проводятся не первый год. Учёные уже "связывали" несколько отдельных атомов, например, восемь ионов кальция, или группу фотонов.


Спутать же частицы в твердотельных системах, которые теоретически обеспечат квантовому состоянию бóльшую устойчивость, до сих пор ни у кого не получалось.


Группа физиков под руководством профессора Йорга Врахтрупа (Jörg Wrachtrup) из университета Штутгарта (Universität Stuttgart) продемонстрировала, что возможно добиться квантовой запутанности двух или трёх частиц в кристаллической решётке.


Напомним, что под запутанностью подразумевается передача от одной частицы к другой набора каких-либо её квантовых характеристик (например, значения спина у электрона) – одной или нескольких. Мы подробно писали об этом удивительном явлении здесь и здесь.














В тот момент, когда Золушка делает замер поляризации первой из спутанных частиц, нам становится известно, какая характеристика будет у второй, которую измеряет прекрасный принц (иллюстрация с сайта ipod.org.uk).

В тот момент, когда Золушка делает замер поляризации первой из спутанных частиц, нам становится известно, какая характеристика будет у второй, которую измеряет прекрасный принц (иллюстрация с сайта ipod.org.uk).



Поскольку характеристика частицы – в силу принципа неопределённости Гейзенберга – носит вероятностный характер, это открывает новые возможности в вычислительной технике: там, где обычный компьютер вычисляет функцию от одной переменной, квантовый компьютер получает сразу все значения функции, "размазанные" в пространстве волнообразно,– производительность должна вырасти экспоненциально.


Но вот добиться запутанности в лабораторных условиях – не так просто. В первую очередь потому, что необходимо обеспечить устойчивость квантовых состояний: связанные частицы, взаимодействуя с внешней средой, стремятся вернуться из спутанного состояния в "обычное". И чем частиц больше, тем их сложнее удержать.


В ходе эксперимента в структуру искусственного алмаза добавили атом азота – он получает один спутанный электрон, взаимодействуя с соседним атомом углерода.


Впоследствии эти частицы можно с помощью лазера "обратить" в квантовое состояние спутанности, а потом, прикладывая к ним магнитное или электростатическое поле, "переместить" характеристику электронного спина от атома азота атому углерода в решётке.


По словам Врахтрупа, аналогичная технология используется уже более 10 лет, например, при спектроскопии ядерного магнитного резонанса, и открытие его группы состоит в том, что им удалось добиться эффекта переноса для твердотельной системы, причём при комнатной температуре.




















"Качество полученной нами квантовой запутанности превосходит все достигнутые на сегодняшний день результаты", — говорит профессор Врахтруп (фото с сайта uni-stuttgart.de).

"Качество полученной нами квантовой запутанности превосходит все достигнутые на сегодняшний день результаты", — говорит профессор Врахтруп (фото с сайта uni-stuttgart.de).


Алмазы – очень привлекательный материал для создания квантовых компьютеров, поскольку в них когерентность состояний сохраняется гораздо дольше, и её проще контролировать. Соответственно, на выходе такого устройства будет меньше ошибок.


Впрочем, остаются вопросы относительно количества электронов, которые можно связать в кристаллической решётке. А это – важнейшая вычислительная характеристика гипотетического квантового компьютера.


Но немецкий учёный уверен: в будущем эта проблема будет решена.


Возможно, вам будет интересно узнать о рабочих моделях квантовых чипов или о системе хранения данных на одном фотоне.







Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок