Jednoduchý zvrat, který by mohl přiblížit kvantové počítače realitě

Foto: AI/ScienceDaily.com

Nový přístup ke kvantovým technologiím

Vědci objevili překvapivě silný způsob, jak ladit malé kvantové zdroje světla pouhým zkroucením vrstev materiálu zvaného hexagonální nitrid boru.

Autor původního článku: redakce

Výzkumníci z University of Technology Sydney demonstrovali nový způsob, jak ovládat malé zdroje kvantového světla zkroucením atomárně tenkých vrstev hexagonálního nitridu boru. Tento pokrok poskytuje vědcům novou metodu pro ladění kvantových emitorů, což jsou mikroskopické zdroje světla, které by mohly hrát důležitou roli v budoucích technologiích, jako jsou kvantové počítače, zabezpečené komunikace a ultra-citlivé senzory.

Významná změna světla

Hlavní autor Dr. Angus Gale uvedl, že tato práce nabízí výzkumníkům cenný nový nástroj pro to, aby se tyto kvantové systémy staly praktičtějšími. „Můžete měřit tyto kvantové emitory a vidět, že existují, ale je těžké je v praxi zprovoznit. To nám dává páku, jak se k tomu přiblížit – krok směrem k realizaci kvantových technologií,“ řekl Dr. Gale.

Během experimentů Gale a jeho tým zjistili, že zkroucení materiálu může významně změnit jak barvu, tak vlnovou délku světla emitovaného kvantovými emitory. Velikost změny byla obzvláště pozoruhodná. Většina studií vytváří zařízení v určitém úhlu zkroucení a nechává ho nezměněné. Naopak, výzkumníci byli schopni opakovaně zvedat, otáčet a znovu sestavovat materiál, což jim umožnilo neustále měnit jeho vlastnosti.

Výhody hexagonálního nitridu boru

„Využíváme skutečnosti, že tento materiál, hexagonální nitrid boru (hBN), je vrstvený. Můžeme ho zvednout, naskládat, zkroucením upravit emitory. To opravdu nemůžete udělat s tradičními materiály jako diamant nebo karbid křemíku,“ řekl Gale. „Výhodou je, že jsme použili tuto platformu pro zkroucení k posunu emise o velmi významné množství,“ dodal Gale. „Často, když ovládáte tyto systémy, je množství manipulace velmi omezené, ale v tomto případě byl posun mnohem větší, než se očekávalo.“

Gale přirovnal strukturu materiálu k plátkům sýra spíše než k pevnému bloku. „S blokem sýra se opravdu nemůžete dostat k chuti uprostřed. Ale s plátky můžete odloupnout vrstvy, dát je zpět dohromady a změnit, jak spolu interagují,“ vysvětlil. Protože hBN je tvořen extrémně tenkými vrstvami, výzkumníci mohou tyto vrstvy oddělit a znovu sestavit způsoby, které nejsou možné u konvenčnějších kvantových materiálů.

Nové možnosti pro kvantové technologie

Vedoucí autor profesor Igor Aharonovich uvedl, že schopnost zkroucení vrstvených materiálů je obzvláště vzrušující, protože může odhalit zcela nové fyzikální chování. „Můžete vzít dvě vrstvy, které samy o sobě moc nedělají, dát je dohromady v určitém úhlu a najednou máte úplně jiný systém,“ řekl profesor Aharonovich.

Podle Aharonoviche by tyto nálezy mohly pomoci pokročit v několika vznikajících kvantových technologiích. „Tyto materiály by mohly být nakonec použity pro kvantové počítačové komunikace a kvantové snímání, což by pomohlo pro aplikace jako zdravotní péče, kybernetická bezpečnost a vylepšené GPS; a dává nám větší kontrolu nad stavebními bloky potřebnými k tomu, abychom se tam dostali.“

Budoucnost kvantových technologií

Výzkum v oblasti kvantových technologií je stále v plenkách, ale pokroky jako tento ukazují, jak rychle se pole vyvíjí. Možnost manipulovat s kvantovými emitory pomocí zkroucení vrstev hexagonálního nitridu boru otevírá nové možnosti pro vývoj kvantových počítačů, které by mohly výrazně změnit způsob, jakým zpracováváme informace.

Původní článek: This simple twist could bring quantum computers closer to reality

Mohlo by vás zajímat

Nejčastější dotazy

Jaké jsou výhody kvantových počítačů?

Kvantové počítače mají potenciál řešit složité problémy mnohem rychleji než klasické počítače. Mohou například zpracovávat velké objemy dat a optimalizovat algoritmy pro různé aplikace, jako je kryptografie nebo simulace molekulárních struktur.

Co je hexagonální nitrid boru a jak se používá v kvantových technologiích?

Hexagonální nitrid boru je materiál, který se vyznačuje atomární tloušťkou a výbornými elektrickými a optickými vlastnostmi. V kvantových technologiích se používá k ladění kvantových emitorů, což jsou zdroje světla, které mohou hrát klíčovou roli v budoucích aplikacích.

Jaký je význam nového přístupu k ladění kvantových zdrojů světla?

Nový přístup k ladění kvantových zdrojů světla umožňuje vědcům efektivněji ovládat a optimalizovat tyto systémy. To může přispět k rychlejšímu vývoji kvantových počítačů a dalších pokročilých technologií, jako jsou zabezpečené komunikační systémy.