Krok bliżej funkcjonalnych komputerów kwantowych

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.

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