Фізики з Корнелльського університету навчилися перемикати спін

Фізики з Корнелльського університету навчилися перемикати спін в алмазному NV-центрі за рахунок механічних коливань самого алмазу. Дослідження опубліковане в журналі Physical Review Letters, а коротко про дослідження можна прочитати на сайті університету.

В ході експерименту вчені за допомогою спеціального осцилятора трясли алмаз з дуже високою частотою (до декількох гігагерц). Механічні коливання створювали в кристалічній решітці вуглецю стоячі хвилі, які, як показали спостереження, змушували електрони NV-центрів змінювати свій спін.

Зміна спина було видно по зміні ініційованої лазером флуоресценції в таких NV-центрах. Раніше цілеспрямовано змінювати спін в алмазних кубітах можна було тільки за допомогою програми зовнішнього магнітного поля.

NV-центри утворюються в кристалічній решітці алмазу, коли один з атомів вуглецю замінений азотом. Зараз NV-центри часто використовуються фізиками в ролі кубітів, тобто як фізичний носій квантових бітів — квантова інформація записується в них у вигляді стану електронів центру.

В інших випадках у ролі кубітів виступають охолоджені майже до абсолютного нуля ізольовані атоми або (теж охолоджені) надпровідні металеві резонатори.

Переваги алмазних кубітів полягають у тому, що вони дозволяють ізолювати «крихку» квантову інформацію від зовнішнього середовища і не вимагають для цього охолодження.

Якщо NV-центри розташовані недалеко від поверхні алмазу, вони, навпаки, вкрай чутливі до зовнішньої температури та магнітного порожнисту. Як показала група Михайла Лукіна в Гарварді, ця властивість можна використовувати для створення на основі алмазних наночастинок мікроскопічних термометрів і сенсорів магнітного поля.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *