Implicarea cuantică a electronilor prin căldură

Imaginea microscopului electronic cu culoare falsă a probei, straturile verzi sunt grafen deasupra supraconductorului gri. Electrozi din metal albastru sunt folosiți pentru a extrage electroni încurcați. Credit: Universitatea Aalto

Implicarea cuantică este cheia tehnologiei de comunicații și comunicații de generația următoare, cercetătorii Aalto o pot produce acum prin diferențe de temperatură.

Un grup comun de oameni de știință din Finlanda, Rusia, China și SUA au arătat că diferența de temperatură poate fi utilizată pentru a încurca perechi de electroni în structuri supraconductoare. Descoperirea experimentală, publicată în Comunicări despre natură, promite aplicații puternice în dispozitivele cuantice, aducându-ne mai aproape de aplicațiile celei de-a doua revoluții cuantice.

Echipa, condusă de profesorul Pertti Hakonen de la Universitatea Aalto, a demonstrat că efectul termoelectric oferă o nouă metodă de producere a electronilor încurcați într-un dispozitiv nou. „Implicarea cuantică este piatra de temelie a noilor tehnologii cuantice. Cu toate acestea, acest concept a descumpănit mulți fizicieni de-a lungul anilor, inclusiv Albert Einstein, care era foarte îngrijorat de interacțiunea infricosatoare la o distanță pe care o provoacă ”, spune profesorul Hakonen.

În calcul cuantic, încurcarea este utilizată pentru a contopi sistemele cuantice individuale într-unul singur, ceea ce crește exponențial capacitatea lor totală de calcul. „Împletirea poate fi utilizată și în criptografia cuantică, care permite schimbul sigur de informații pe distanțe mari”, explică profesorul Gordey Lesovik, de la Institutul de Fizică și Tehnologie din Moscova, care a acționat de mai multe ori ca profesor invitat la Școala Universitară Aalto. Ştiinţă. Având în vedere importanța încurcării în tehnologia cuantică, capacitatea de a crea încurcături ușor și controlabile este un obiectiv important pentru cercetători.

Cercetătorii au proiectat un dispozitiv în care a fost suprapus un cap supraconductor grafic și electrozi metalici. „Superconductivitatea este cauzată de perechi între ele de electroni numite„ perechi cooperare. ”Folosind o diferență de temperatură, le împărțim și fiecare electron trece la un electrod metalic diferit”, spune candidatul dr. Universitatea Aalto. „Electronii rezultați rămân încurcați în ciuda faptului că sunt separați pe distanțe destul de mari.”

Împreună cu implicațiile practice, lucrarea are o importanță fundamentală semnificativă. Experimentul a arătat că procesul de divizare a perechilor Cooper funcționează ca un mecanism pentru a converti diferența de temperatură în semnale electrice corelate în structuri supraconductoare. Schema experimentală dezvoltată poate fi, de asemenea, transformată într-o platformă pentru experimente termodinamice cuantice originale.

Referință: „Curent termoelectric într-un separator de perechi de grafen Cooper” de ZB Tan, A. Laitinen, NS Kirsanov, A. Galda, VM Vinokur, M. Haque, A. Savin, DS Golubev, GB Lesovik și PJ Hakonen, 8 Ianuarie 2021, Comunicări despre natură.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20476-7

Lucrarea a fost realizată folosind infrastructura de cercetare OtaNano. OtaNano oferă un mediu de lucru de ultimă generație și echipamente pentru cercetarea nanoștiinței și tehnologii și tehnologii cuantice în Finlanda. OtaNano este operat de Universitatea Aalto și VTT și este disponibil utilizatorilor academici și comerciali la nivel internațional. Pentru mai multe informații, vizitați site-ul lor web. Lucrarea a fost finanțată de QTF (Academia Finlandei CoE). Finanțarea profesorului invitat al lui Gordey Lesovik a venit de la Școala de Științe a Universității Aalto, iar bursa postdoctorală a lui Zhenbing Tan a venit de la Academia Finlandei.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Apneea obstructivă în somn este frecventă la persoanele cu tulburări cognitive – este tratabilă

O tulburare de somn tratabilă în mod obișnuit la persoanele cu probleme de gândire și memorie. Apnee obstructivă în somn - respirația se oprește de...

Oamenii de știință dezvăluie cheia creșterii musculare adecvate

Analiza imunofluorescenței unui grup de celule stem proliferante asociate cu fibre musculare (gri). Celulele stem produc Dll1 (roșu) și MyoD (verde). Două...

ExoMars Orbiter surprinde fermitatea la locul de aterizare al craterului Mars Jezero

ESA-Roscosmos Trace Gas Orbiter a observat vehiculul NASA Perseverance Mars 2020, împreună cu o parașută și o carapace spate, un scut termic și o...

Reglarea cuantică în grafen avansează era comunicațiilor fără fir Terahertz de mare viteză

Tunelare cuantică. Credit: Daria Sokol / Biroul de presă MIPT Oamenii de știință de la MIPT, Universitatea Pedagogică de Stat din Moscova și Universitatea...

Utilizarea moleculelor vibrante pentru a investiga proprietățile undelor materiei

Ionii moleculari HD + (perechi de puncte galbene și roșii) într-o capcană de ioni (gri) sunt iradiați de o undă laser (roșu). Acest...

Newsletter

Subscribe to stay updated.