Stabilny stan Floqueta pod kontrolą. Ważny krok w kierunku komputerów kwantowych

Naukowcy stworzyli platformę badawczą umożliwiającą kontrolowanie i mierzenie właściwości materiałów na różne sposoby za pomocą światła. Udało się osiągnąć tzw. stabilny stan Floqueta, co może przyspieszyć rozwój komputerów kwantowych.
Krok bliżej funkcjonalnych komputerów kwantowych
Krok bliżej funkcjonalnych komputerów kwantowych

Zespół uczonych z koreańskiego POSTECH pod kierownictwem Gil-Ho Lee i Gil Young Cho opracował platformę, która może kontrolować właściwości ciał stałych za pomocą światła. Szczegóły opisano w Nature.

Właściwości elektryczne materiałów określa się na podstawie możliwości przemieszczania się w nich elektronów. Gdy elektrony mogą się swobodnie poruszać, materiał jest określany mianem przewodnika, gdy jednak nie – jest izolatorem. Można zmieniać właściwości ciał na różne sposoby, np. ogrzewając je, zmieniając ciśnienie lub dodając zanieczyszczenia. Istnieje zależność między zmianą położenia atomów a ruchem elektronów.

W fizyce kwantowej istnieją tzw. stany Floqueta, którymi można manipulować za pomocą światła. Właściwość tę można wykorzystać we wszystkich znanych układach kwantowych, np. komputerach kwantowych.

Czytaj też: Czujnik kwantowy dokładny jak nigdy wcześniej. Działa na granicy mechaniki kwantowej

Poprzednie badania wykazały, że natężenie światła potrzebne do osiągnięcia stanu Floqueta w ciele stałym jest ogromne ze względu na wysoką częstotliwość światła. Co więcej, stany Floqueta są krótkotrwałe – istnieją zaledwie przez 250 femtosekund. Z tych powodów, badania nad właściwościami tych ciał były ograniczone.

Teraz naukowcy z POSTECH eksperymentalnie osiągnęli stan Floqueta w grafenowym złączu Josephsona (GJJ) wystawiając je na ekspozycję promieniowania mikrofalowego. Zminimalizowano generowane ciepło i udało się osiągnąć ciągły, długotrwały stan Floqueta.

Uczeni z POSTECH opracowali także innowacyjną metodę nadprzewodnikowej spektroskopii tunelowej do pomiaru stanów Floqueta z wysoką rozdzielczością energetyczną.

Badania te są o tyle istotne, że stworzyliśmy platformę, która umożliwia szczegółowe badanie stanu Floqueta. Planujemy dalsze badania nad korelacją pomiędzy właściwościami światła, takimi jak polaryzacja a stanami Floqueta.prof. Gil-Ho Lee, który kierował badaniami