los físicos de la Universidad de Oregón han combinado la luz y el sonido para controlar los estados de los electrones en un sistema similar a un átomo, proporcionando una nueva herramienta en los esfuerzos para avanzar hacia los sistemas de computación cuántica.
El trabajo se realizó en diamante cubierto con una capa de óxido de zinc que contiene conductores eléctricos y se realizó a una temperatura de 8 grados Kelvin -445.27 Fahrenheit, -265.15 Celsius, justo por encima del cero absoluto.
El uso de ondas de sonido conocidas como ondas acústicas de superficie para cambiar los estados de los electrones podría fomentar la transferencia de datos entre bits cuánticos, dijo el investigador. La interacción de qubits, como es el caso con los bits binarios en la informática actual, se considera vital en la construcción de sistemas avanzados.
La investigación se detalla en un artículo publicado en línea el 7 de abril por la revista Cartas de revisión física .
"Los chips de computadora en los sistemas actuales se basan en circuitos eléctricos", dijo Hailin Wang, profesor del Departamento de Física de la UO y miembro del Centro de Oregon para la Ciencia Óptica, Molecular y Cuántica ". Lo que hemos logrado podría conducir a unnueva arquitectura, una nueva forma de diseñar un chip de computadora. En lugar de usar circuitos eléctricos, incorporamos ondas de sonido en un chip, con nuestros ojos en los circuitos acústicos y también en posibles aplicaciones en las computadoras cuánticas del mañana ".
La investigación se centró en un objetivo de la investigación de computación cuántica: aprovechar los defectos en el diamante conocidos como centros de vacantes de nitrógeno, donde un átomo de nitrógeno sustituye a un átomo de carbono adyacente a un átomo de carbono faltante. Estos defectos son, en efecto,átomos artificiales que pueden usarse como qubits.
Es en estos centros donde los científicos quieren aprovechar el control del espín, o estados de electrones, de los qubits. El laboratorio de Wang se encuentra entre muchos en todo el mundo que buscan incorporar ondas de sonido.
"Hemos traído ondas de sonido que podemos conducir al diamante mismo", dijo el autor principal del estudio, D. Andrew Golter, investigador asociado en el laboratorio de Wang. "Podemos ajustar el tono a la frecuencia correcta que permitanosotros controlamos el estado cuántico "
Para agregar ondas de sonido, los investigadores construyeron un pequeño altavoz en la superficie del diamante. El sonido hizo que la capa de diamante y óxido de zinc se contrajera y se expandiera de un lado a otro. La onda de sonido viaja a través de la superficie del diamante e interactúa con el NVallí, los investigadores utilizaron láser para controlar la luz emitida, lo que les permitió confirmar que los estados de los electrones habían cambiado.
"Desea que los qubits estén activados o desactivados", dijo Golter. "Usamos el sonido y la luz para cambiarlos entre diferentes estados. La luz funciona bien para algunos contextos, pero a veces es difícil trabajar con ella. Si dos qubits sonen diferentes lugares y queremos que se comuniquen entre ellos, es difícil que la luz pase de uno a otro. La luz se mueve rápido y puede ser difícil de controlar. El sonido es mucho más lento y es más fácil hacerlo viajardentro de este material porque viaja automáticamente a través de la materia sólida "
En esencia, el uso de esta nueva herramienta basada en luz y sonido puede ayudar a crear puertas lógicas, los componentes básicos de los circuitos digitales, que sirven para que los qubits se comuniquen entre ellos, dijo Wang. "En principio, puedeusa las ondas de sonido para enredar dos qubits ", dijo." Para las computadoras cuánticas necesitas esto ".
Para un material sólido como un chip, el sonido puede ser una herramienta ideal para construir una red de átomos que interactúan, con ondas de sonido que transportan información de un átomo al siguiente, dijo Golter.
"Para la física básica y para aplicaciones tecnológicas potenciales, queremos tener herramientas para controlar átomos individuales en sistemas realmente pequeños", dijo. "Nuestro enfoque tiene ventajas. El sonido es lento en comparación con la luz. El sonido se limita al chip.Sería una buena manera de realizar operaciones dentro del material sólido. Hemos demostrado esto con un solo átomo artificial, lo que ahora significa que deberíamos ser capaces de acumular múltiples átomos artificiales utilizando el sonido para conectarlos en red ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Oregon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :