Гонка в области реализации квантовых вычислений постепенно набирает обороты. И теперь в нее вступил еще один участник, темныйэкситон,претендующий на роль кубита (qubit) - элементарной ячейки будущих квантовых процессоров. В публикации на страницах журнала Nature, авторы утверждают, что эту квазичастицу достаточно несложно получить, она достаточно стабильна и, используя внешний источник света, не составляет труда записывать и считывать из нее информацию.
Экситон - это квазичастица, которая состоит из электрона и"дырки",пустого места в электронной оболочке ядра атома. Когда вращение дырки и электрона происходит в противоположном направлении, эта квазичастица называется"ярким экситоном",когда электрон и дырка вращаются в одном и том же направлении, то такой экситон"темным экситоном".Поскольку вращение электрона и дырки в ярком экситоне происходит в противоположном направлении, он является весьма неустойчивой частицей, любого внешнего воздействия становится достаточным для того, что бы свободный электрон занял место дырки, испустив при этом один фотон света. Темный экситон, наоборот, является достаточноустойчивой и долгоживущей квазичастицей, из-за того, что достаточно непросто столкнуть электрон с орбиты внутрь дырки.
Для того, что бы создать темный экситон ученые"собрали"три парных экситона, биэкситона (biexcitons), под влиянием внешних факторов в непосредственной близости друг от друга. В результате электронного обмена между этими квазичастицами, одна из них преобразовалась в яркий экситон и прекратила свое существование как квазичастица. Два оставшихся биэкситона успешно превратились в два темных экситона. Но сами по себе темные экситоны не могут испускать или поглощать фотоны света, поэтому для записи и считывания информации ученые применили другой метод. Эти квазичастицы были активированы с помощью электрического заряда. Передав этим частицам с помощью специальных носителей электрический заряд, ученые обнаружили, что отрицательно или положительно заряженные экситоны стали снова оптически активными, т.е. способными поглощать и испускать фотоны света. А это означает, чтов эти частицы можно записывать, считывать из них информацию и использовать их в качестве полноценных квантовых битов.
К сожалению, эти эксперименты являются только первыми шагами в направлении квантовых вычислений, использующих свойства темных экситонов. Пока экситон способен хранить информацию только на протяжении 5 наносекунд с момента записи, да и работает это все при температуре 4.2 градуса выше абсолютного нуля. Но, как говорится, это только начало.
Комментариев нет:
Отправить комментарий