Dolaşmış parçacıklar (yani aralarındaki mesafeye bakılmaksızın ilişkili kalan kuantum durumlarına sahip olanlar) birçok kuantum teknolojisi için önemlidir. Cooper-pair ayırıcılar olarak adlandırılan cihazlar, prensipte, süperiletken malzemeler içinde eşleşen elektronları ayırarak bu tür dolaşık parçacıklar üretebilir, ancak sürecin pratik kullanım için fazla rastgele ve kontrol edilemez olduğu düşünülüyordu.
Fizikçiler Aalto Üniversitesi Finlandiya'daki araştırmacılar, süperiletken şeridin her iki tarafına yerleştirilen kuantum noktalarına zamana bağlı voltajlar uygulanarak bu elektron çiftlerinin aslında talep üzerine bölünebileceğini gösteren teorik bir öneri ortaya koydular. Ayrılmış elektronların dolaşmış durumunu koruyan teknik, dolaşmış elektronları kuantum bitleri (qubitler) olarak kullanan kuantum bilgisayarların geliştirilmesine yardımcı olabilir.
Geleneksel bir süperiletken malzeme çok düşük sıcaklıklara soğutulduğunda, içindeki elektronlar karşılıklı itme kuvvetlerinin üstesinden gelir ve eşleşir. Cooper çiftleri olarak adlandırılan bu çiftler, malzeme boyunca herhangi bir direnç olmadan yayılır. Eşleştirilmiş elektronlar, zıt yönlere işaret eden dönüşlerle doğal olarak dolaşmış durumdadır. Dolaşıklıklarını korurken bu elektron çiftlerini çıkarmak ve ayırmak, kuantum hesaplama da dahil olmak üzere birçok uygulama için yararlı olabilir, ancak bunu yapmak kolay bir iş değildir.
Ayrıntılı olarak açıklanan son çalışmada Fiziksel İnceleme Bteorisyen liderliğindeki fizikçiler Christian Flindt Cooper çifti ayırıcıyı çalıştırmanın yeni bir yolunu önerin. Tasarımları, iki elektrot içeren ve şeridin her iki tarafındaki iki kuantum noktasına (nano boyutlu yarı iletken malzeme parçaları) bağlanan süper iletken bir şeritten oluşur. Elektrotlara bir voltaj uygulandığında, süperiletken içindeki Cooper-çifti elektronları, süperiletken şeridin ucuna çekilir ve ayrılır; her kuantum noktası, aynı anda ayrı bir elektronu barındırır. Ayrılan bu elektronlar daha sonra bir nanotel aracılığıyla aktarılabilir.
Zamana bağlı gerilimler
Takımın kurulumunun anahtarı, şeridin bir tarafındaki elektroda uygulanan voltajın, her periyodik salınım sırasında tam olarak iki Cooper çiftinin bölünüp fırlatılacağı şekilde zamanla değişmesidir. Flindt, "Şu ana kadar yapılan deneylerde uygulanan voltajlar sabit tutuldu" diye açıklıyor. "Teklifimizde, Cooper çiftlerinin bölünmesinin, cihaza uygulanan zamana bağlı voltajlarla nasıl kontrol edilebileceğini gösteriyoruz."
Yeni cihaz serbest elektronları fotonlarla karıştırıyor
Hesaplamalarına dayanarak Flindt ve meslektaşları, Cooper çifti ayırıcılarının gigahertz aralığındaki bir frekansta dolaşık elektronları ayırabileceğini tahmin ediyorlar. Çoğu modern bilgisayar bu aralıktaki saat döngüleriyle çalışır ve birçok kuantum teknolojisi için benzer şekilde hızlı bir dolaşık parçacık kaynağına sahip olmak önemlidir. Ekip, aslında birkaç ayırıcıyı bir araya getirmenin, dolaşık elektronları kullanarak çalışan bir kuantum bilgisayarın temelini oluşturmaya yardımcı olabileceğini söylüyor.
Deneyciler “sopayı almaya” davet edildi
Aalto fizikçileri, Cooper çiftlerinin bölünmesinin kontrol edilmesi gerektiğini fark ettikleri için bu çalışmayı yapmaya karar verdiler. En büyük zorluk, Cooper çiftlerinin talep üzerine bölünmesini sağlayacak şekilde voltajları zaman içinde nasıl değiştireceklerini bulmaktı. İleriye dönük olarak, önerilerinin deneysel olarak gerçekleştirilmesinin mümkün olması gerektiğini düşünüyorlar ve deneycilerin "askeri ellerine alacaklarını" umuyorlar.
Flindt, "Talep üzerine Cooper çifti ayırıcımızın kuantum bilgi işlemeyi geliştirmek için daha büyük bir kuantum elektronik devresine nasıl entegre edilebileceğini araştırmak da ilginç olurdu" dedi. Fizik dünyası.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://physicsworld.com/a/controllable-cooper-pair-splitter-could-separate-entangled-electrons-on-demand/
