Kvantové zapletení elektronů teplem

Falešný barevný obraz elektronového mikroskopu vzorku, zelené vrstvy jsou grafen na šedém supravodiči. Modré kovové elektrody se používají k extrakci zapletených elektronů. Fotografický kredit: Aalto University

Kvantové zapletení je klíčem k výpočetní a komunikační technologii nové generace. Vědci z Aalto je nyní mohou vyrábět pomocí teplotních rozdílů.

Společná skupina vědců z Finska, Ruska, Číny a Spojených států ukázala, že teplotní rozdíly lze použít k zapletení elektronových párů do supravodivých struktur. Experimentální objev publikovaný v Komunikace přírody, slibuje výkonné aplikace v kvantových zařízeních a přibližuje nás o krok blíže k aplikacím druhé kvantové revoluce.

Tým vedený profesorem Pertti Hakonenem z Aalto University ukázal, že termoelektrický efekt je nový způsob vytváření zapletených elektronů v novém zařízení. “Kvantové zapletení je základním kamenem nových kvantových technologií.” Tento koncept však v průběhu let zmátl mnoho fyziků, včetně Alberta Einsteina, který byl velmi znepokojen strašidelnou interakcí na dálku, kterou způsobuje, “říká profesor Hakonen.

v Kvantové výpočtyZapletení se používá ke sloučení jednotlivých kvantových systémů do jednoho, což exponenciálně zvyšuje jejich celkovou výpočetní kapacitu. „Zapletení lze použít také v kvantové kryptografii a umožňuje bezpečnou výměnu informací na velké vzdálenosti,“ vysvětluje profesor Gordey Lesovik z Moskevského institutu fyziky a technologie, který byl několikrát hostujícím profesorem na Aalto University School of Science. Vzhledem k významu zapletení pro kvantovou technologii je důležitým cílem pro vědce schopnost vytvářet zapletení jednoduchým a kontrolovatelným způsobem.

Vědci navrhli zařízení, které bylo použito k vrstvení supravodiče Graf a kovové elektrody. “Supravodivost je způsobena zapletenými elektronovými páry, které jsou známé jako” měděné páry “. Rozdělíme je pomocí teplotního rozdílu, přičemž každý elektron se poté přesune na jinou normální kovovou elektrodu, “vysvětluje doktorandka Nikita Kirsanov z Aalto University. „Výsledné elektrony zůstávají zapletené, i když jsou odděleny na poměrně velkou vzdálenost.“

Kromě praktických důsledků má práce značný zásadní význam. Experiment ukázal, že proces dělení Cooperových párů funguje jako mechanismus pro převod teplotního rozdílu na korelované elektrické signály v supravodivých strukturách. Vyvinuté experimentální schéma se také může stát platformou pro původní kvantové termodynamické experimenty.

Odkaz: „Termoelektrický proud v rozdělovači párů grafen-Cooper“ od ZB Tan, A. Laitinen, NS Kirsanov, A. Galda, VM Vinokur, M. Haque, A. Savin, DS Golubev, GB Lesovik a PJ Hakonen, 8. ledna 2021, Komunikace přírody.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20476-7

Práce byly prováděny s výzkumnou infrastrukturou OtaNano. OtaNano poskytuje ve Finsku nejmodernější pracovní prostředí a vybavení pro výzkum v oblasti nanověd, nanotechnologií a kvantové technologie. OtaNano provozují Aalto University a VTT a je mezinárodně dostupné akademickým i komerčním uživatelům. Další informace najdete na webových stránkách. Práce byla financována z QTF (Academy of Finland CoE). Hostující profesorské místo Gordey Lesovika bylo financováno z Aalto University School of Science a postgraduální stipendium Zhenbing Tan bylo financováno z finské akademie.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Hojnost života v korálových útesech je záhadná již od dob Charlese Darwina – nový výzkum poskytuje odpovědi

Ryby krmící plankton často kontrolují shromáždění ryb v oceánských korálových útesech. Uznání: Dr. Christina Skinner Studie odhaluje otevřenou mořskou vodu, která byla dříve považována...

Vysvětlují mladiství „tyrani“ – potomci masožravých dinosaurů nedostatek rozmanitosti dinosaurů?

Nový výzkum naznačuje, že potomci obrovských masožravých dinosaurů, jako je Tyrannosaurus rex, mohli zásadně přetvořit svá společenství překonáním menších konkurenčních druhů. Fotografický kredit:...

Datové limity mohou zmizet s novými optickými anténami – „světelné kroužky“

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley našli nový způsob řízení vlastností světelných vln, který by mohl radikálně zvýšit množství dat, která přenášejí. Ukázali...

Odhalení vzácného ošetření mrtvoly „Mud Carapace“ pro egyptské mumie – a případ falešné identity

Mumifikovaná osoba a rakev ve sbírce Nicholson Collection v muzeu křídla Chau Chak, University of Sydney. A. Mumifikovaný jedinec zabalený v moderním pouzdře...

Asteroidový prášek nalezený v kráteru uzavírá případ o tom, co zabilo dinosaury

Vědci se domnívají, že jednoznačným spojením toho, co dinosaury zabilo jejich vyhynutí, s asteroidem, který zasáhl Zemi před 66 miliony let, našli klíčový důkaz:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.