突破！量子點(diǎn)控制方法找到

據(jù)來自劍橋大學(xué)的消息，該校研究人員日前找到了能夠控制半導(dǎo)體量子點(diǎn)中原子核排列的方法，從而為開發(fā)量子存儲器提供了可行途徑。

量子點(diǎn)是由數(shù)千個原子組成的晶體，每一個原子都與被捕獲的電子發(fā)生磁相互作用。如果不干涉的話，這種擁有核自旋的電子相互作用，限制了電子作為量子比特(量子位)的作用。劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室阿塔圖雷教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，利用量子物理學(xué)和光學(xué)原理，研究探索量子計(jì)算、傳感性及其在通信領(lǐng)域的應(yīng)用。目前他們對目標(biāo)量子組合進(jìn)行連貫性刺激導(dǎo)致了量子多體現(xiàn)象，為制造量子信息存儲器帶來了可能。

以往研究表明，在自旋量子位元和目標(biāo)量子組之間一個確定的共格界面仍然難以捉摸。在這項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)中，研究人員首先使用一個電子，將半導(dǎo)體量子點(diǎn)中原子核自旋組合冷卻到原子核邊帶分解態(tài);然后采用一種全光學(xué)方法來觀察單個量子化電子—原子核的自旋態(tài)轉(zhuǎn)變;最后，對自旋波中單個集體核自旋進(jìn)行相干光旋轉(zhuǎn)。這些努力使得每個量子點(diǎn)自旋量子位成為本地存儲器的基礎(chǔ)，并為孤立的多體系統(tǒng)的量子工程提供了一個固體平臺。

“量子點(diǎn)提供了一個理想的界面，由光線作為介導(dǎo)，可以控制和利用個體互動旋轉(zhuǎn)的動力學(xué)系統(tǒng)。”阿塔圖雷說，原子核可以從電子中隨機(jī)“竊取”信息的現(xiàn)象是可以得到利用的。事實(shí)上，當(dāng)研究人員利用激光技術(shù)將原子核“冷卻”到小于1毫開爾文，來探索電子和成千上萬原子核之間的相互作用時，他們發(fā)現(xiàn)可以控制并操縱成千上萬個原子核整齊地形成一個單體，證明量子點(diǎn)中的原子核可以與電子的量子位交換信息，并且可以像存儲器件那樣用于存儲量子信息。研究還證明，在量子點(diǎn)中，存儲元件自動存在于每個量子位中。

主要研究人員甘高夫博士說，這一發(fā)現(xiàn)將重新引起人們對半導(dǎo)體量子點(diǎn)的興趣，并提供了研究量子模擬復(fù)雜系統(tǒng)動力學(xué)的工具 (田學(xué)科)

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