研究者らは、2つの電子だけを簡単に分解できる以前の方法を改良し、
科学者たちはスピンの読み方を示しましたガリウムとヒ素でできた小さな量子ドットに閉じ込められた多くの電子の状態。量子ドットは、科学者がサイズや組成を変更することで調整できる特性を持つ人工原子のように機能します。ただし、エネルギーレベルのギャップは通常小さくなり、捕捉される電子の数が増えるにつれて解決が難しくなります。
この研究で使用された量子ドットデバイスの走査型電子顕微鏡写真。出典：大阪大学。
これを克服するために、研究チームは量子ホール効果と呼ばれる現象を利用しました。電子が2次元に閉じ込められ、強い磁場にさらされると、その状態は量子化されるため、エネルギー準位は量子化されます。特定の特定の値のみを受け入れます。
「従来のスピン測定値の読み方は、1つまたは2つの電子しか処理できませんでしたが、量子効果を利用しました最大4つのスピン偏極電子を分離することができました」と語る本研究の筆頭著者は木山春樹氏です。
熱による妨害を防ぐため変動がある場合、実験は約80ミリケルビンという非常に低い温度で実施されました。 「この読み出し方法は、多電子スピン状態を備えた、より高速でより強力なスピンベースの量子情報処理デバイスへの道を開く可能性があります」と、上級研究著者の大岩晃氏は付け加えます。
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