publicidad
Noticias científicas
de organizaciones de investigación

Manipulación dinámica de baja potencia de objetos cuánticos a nanoescala individuales

Fecha :
2 de agosto de 2021
Fuente :
Universidad de Vanderbilt
Resumen :
Los ingenieros eléctricos están impulsando la revolución de la computación cuántica con el desarrollo de una técnica escalable bajo demanda para manipular nanodiamantes a nanoescala.
Compartir :
HISTORIA COMPLETA

Dirigidos por Justus Ndukaife, profesor asistente de ingeniería eléctrica, los investigadores de Vanderbilt son los primeros en introducir un enfoque para atrapar y mover un nanomaterial conocido como un nanodiamante coloidal único con centro de vacancia de nitrógeno utilizando un rayo láser de baja potencia.El cabello humano tiene aproximadamente 90.000 nanómetros; los nanodiamantes tienen menos de 100 nanómetros. Estos materiales a base de carbono son uno de los pocos que pueden liberar la unidad básica de toda la luz, un solo fotón, un componente básico para futuras aplicaciones de fotónica cuántica, Ndukaifeexplica.

Actualmente es posible atrapar nanodiamantes usando campos de luz enfocados cerca de superficies metálicas de tamaño nanométrico, pero no es posible moverlos de esa manera porque los puntos del rayo láser son simplemente demasiado grandes. Con un microscopio de fuerza atómica, los científicos necesitan horas paraempujar los nanodiamantes en su lugar uno a la vez cerca de un entorno que mejora las emisiones para formar una estructura útil. Además, para crear fuentes entrelazadas y qubits, elementos clave que mejoran las velocidades de procesamiento de las computadoras cuánticas, se necesitan varios emisores de nanodiamantes juntos para quepueden interactuar para hacer qubits, dijo Ndukaife.

"Nos propusimos simplificar la captura y manipulación de nanodiamantes mediante un enfoque interdisciplinario", dijo Ndukaife. "Nuestra pinza, una pinza electrotermoplasmónica de baja frecuencia LFET, combina una fracción de un rayo láser con una corriente alterna de baja frecuenciacampo eléctrico. Este es un mecanismo completamente nuevo para atrapar y mover nanodiamantes ". Un proceso tedioso de horas se redujo a segundos, y LFET es la primera tecnología escalable de transporte y ensamblaje bajo demanda de su tipo.

El trabajo de Ndukaife es un ingrediente clave para la computación cuántica, una tecnología que pronto permitirá una gran cantidad de aplicaciones, desde imágenes de alta resolución hasta la creación de sistemas imposibles de piratear y dispositivos y chips de computadora cada vez más pequeños. En 2019, el Departamento de Energía invirtió $ 60.7millones en fondos para promover el desarrollo de la computación cuántica y las redes.

"El control de los nanodiamantes para hacer fuentes eficientes de fotones individuales que se puedan utilizar para este tipo de tecnologías dará forma al futuro", dijo Ndukaife. "Para mejorar las propiedades cuánticas, es esencial acoplar emisores cuánticos como los nanodiamantes con los centros de vacantes de nitrógenoa estructuras nanofotónicas. "

Ndukaife tiene la intención de explorar más a fondo los nanodiamantes, organizándolos en estructuras nanofotónicas diseñadas para mejorar su rendimiento de emisión. Con ellos en su lugar, su laboratorio explorará las posibilidades de fuentes de fotones únicos ultrabrillantes y entrelazamientos en una plataforma en chip para procesamiento de información e imágenes.

"Hay tantas cosas en las que podemos utilizar esta investigación para desarrollar", dijo Ndukaife. "Esta es la primera técnica que nos permite manipular dinámicamente objetos individuales a nanoescala en dos dimensiones utilizando un rayo láser de baja potencia".

La investigación fue apoyada por la subvención ECCS-1933109 de la National Science Foundation.


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Vanderbilt . Original escrito por Marissa Shapiro. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


Referencia de la revista :

  1. Chuchuan Hong, Sen Yang, Ivan I. Kravchenko, Justus C. Ndukaife. Trampamiento electrotermoplásmico y manipulación dinámica de un nanodiamante coloidal único . Nano letras , 2021; 21 12: 4921 DOI: 10.1021 / acs.nanolett.1c00357

cite esta página :

Universidad de Vanderbilt. "Manipulación dinámica de baja potencia de objetos cuánticos individuales a nanoescala". ScienceDaily. ScienceDaily, 2 de agosto de 2021. .
Universidad de Vanderbilt. 2021, 2 de agosto. Manipulación dinámica de baja potencia de objetos cuánticos individuales a nanoescala. ScienceDaily . Consultado el 2 de agosto de 2021 en www.science-things.com/releases/2021/08/210802140128.htm
Universidad de Vanderbilt. "Manipulación dinámica de baja potencia de objetos cuánticos a nanoescala individuales". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/08/210802140128.htm consultado el 2 de agosto de 2021.

1

2

3

4

5
HISTORIAS RELACIONADAS