Алмазы стали использовать для изучения квантовых алгоритмов


Оцените статью:
ПлохоСойдетТак себеХорошоОчень хорошо (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь:

Как пояснили в агентстве научной информации института, квантовая механика является одним из основных столпов современных физических исследований. Элементарные частицы и микроэлектроника давно живут по квантовым законам мира. Квантовая механика начинает работать при размере действия, сравнимом с постоянной Планка. Большую актуальность получили так называемые новые науки, находящиеся на стыке квантовой механики и информатики, такие как квантовая теория информации и информатики. Классическая информация представлена в битах вида 0 и 1. В квантовой же теории информации ячейкой памяти является кубит, который хранит в себе суперпозицию состояний 0 и 1.

В совместной лаборатории ФИАН и Российского квантового центра проводится изучение центров окраски алмаза, так называемых NV-центров. Их можно использовать для организации квантовой памяти. По свечению NV-центра можно определять его состояние — за состояние «ноль» принимается более яркое свечение, за «единицу» — менее яркое.

Как поясняет старший научный сотрудник ФИАН, руководитель группы Квантовых симуляторов и интегрированной фотоники RQC, кандидат физико-математических наук Алексей Акимов, «мы имеем возможность манипулирования состоянием с помощью радиочастотного поля. Между двумя состояниями ноль и единица, прикладывая импульс, можно организовывать промежуточные состояния, либо полный переход из одного состояния в другое. Все зависит от длительности импульса, обычно эта длительность порядка десятков наносекунд. Таким образом, мы можем очень быстро готовить квантовые состояния, быстрее времен релаксации наших центров. То есть мы можем всегда приготовить необходимое нам состояние, посветив на него зеленым светом и затем приложив радиочастотное поле».

«Но это было бы не так интересно, если бы мы не могли использовать ядерный спин, — рассказал ученый. — Благодаря тому, что центр окраски и ядерный спин 13С могут находиться рядом, между ними возникает магнитное взаимодействие, которое позволяет переписывать информацию с электронного на ядерный спин и обратно. Так как ядерный спин намного меньше взаимодействует с внешним миром, то он является более изолированной, более долговременной, памятью. В ядерном спине информация может храниться намного дольше, пока это время доведено до нескольких секунд».

Возможность проведения вычислений по законам квантовой механики открывает огромное поле новых возможностей для математиков, физиков и программистов, считают в институте.
 
Фото: «ФИAН-инфoрм»