Wissenschaftler der Universität Nagoya haben die Möglichkeit entdeckt, Quantenphänomene bei Raumtemperatur unter normalen Bedingungen zu beobachten, was zu einem Durchbruch im Quantencomputing führen könnte. Die Entdeckung wurde durch die Unvollkommenheit der Herstellung von Materialien für Experimente geleitet, als Fehler wichtiger waren als hochwertige Rohstoffe.
Tatsächlich besteht darin kein Widerspruch. Defekte in Atom- und Kristallstrukturen stehen seit langem im Fokus der Forschung bei der Erforschung von Quantenphänomenen. Die Entdeckung japanischer Wissenschaftler fällt vollständig in eine solche Strategie, obwohl in diesem Fall der Zufall zu vielen interessanten Beobachtungen führte.
Die Forscher untersuchten das Phänomen der Zustandsübertragung von Elektronen auf Photonen auf einer Wolframdisulfidschicht auf einem Kunststoffsubstrat. Zur Beobachtung der Prozesse wurde das Material auf eine Temperatur von -193°C abgekühlt. Während der Abkühlung stellte sich heraus, dass in einigen Bereichen des Substrats der Elektronenfluss (elektrischer Strom) bei höheren Temperaturen die sogenannte Valley-zirkular polarisierte Strahlung von Photonen bilden konnte.
Lassen Sie uns klarstellen, dass die Bewegungsrichtung der Elektronen, die durch das angelegte elektromagnetische Feld gesteuert wird, in der Lage ist, eine zirkulare Polarisation des Lichts entweder in die eine oder in die andere Richtung zu erzeugen. Dies ist eigentlich die Codierung von Informationen im Zustand von Photonen unter Verwendung eines Stroms für die weitere Teilnahme am Quantencomputing. Bei Substratdefekten stellte sich heraus, dass eine solche Codierung bei normalen Temperaturen und ohne die Verwendung starker Magnetfelder möglich war.
Nach der Entdeckung des Effekts untersuchten die Wissenschaftler das Phänomen gezielt bei Raumtemperatur in künstlich induzierten Defekten. Sie haben die Substrate speziell gebogen und die Prozesse an diesen Stellen studiert. In solchen Bereichen traten immer elektrische Ströme in Verformungsrichtung auf. Diese Ströme wiederum erzeugten talpolarisiertes Licht, und all dies geschah bei Raumtemperatur, und die Polarisationsrichtung wurde einfach durch Anlegen eines elektrischen Felds geändert.
Die Forschungsmaterialien wurden in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht. Weitere Arbeiten werden sich auf die Optimierung der Struktur und des Systems konzentrieren, um den Weg zum Quantencomputing weiter voranzutreiben.
2021-09-21 10:15:25
Autor: Vitalii Babkin