นักวิทยาศาสตร์สร้างวิธีการอ่านค่าสปินสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัม

นักวิจัยได้ปรับปรุงวิธีการก่อนหน้านี้ซึ่งสามารถแก้ไขอิเล็กตรอนเพียงสองตัวที่ใช้ได้อย่างง่ายดาย

การกรองแบบหมุนที่เกิดจากควอนตัมฮอลล์เอฟเฟกต์ ตามที่ผู้เขียนงานทางวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ ความสำเร็จของพวกเขาสามารถนำไปสู่การสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยอิงจากสถานะการหมุนรอบสูงหลายอิเล็กตรอน

นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงวิธีการอ่านสปินสถานะของอิเล็กตรอนจำนวนมากที่ติดอยู่ในจุดควอนตัมเล็กๆ ที่ทำจากแกลเลียมและสารหนู จุดควอนตัมทำหน้าที่เหมือนอะตอมเทียมที่มีคุณสมบัติที่นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับแต่งได้โดยการเปลี่ยนขนาดหรือองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม ช่องว่างในระดับพลังงานมักจะเล็กลงและยากต่อการแก้ไขเมื่อจำนวนอิเล็กตรอนที่จับได้เพิ่มขึ้น

การสแกนไมโครกราฟอิเล็กตรอนของอุปกรณ์ควอนตัมดอทที่ใช้ในงานนี้ ที่มา: มหาวิทยาลัยโอซาก้า

เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ทีมงานจึงใช้ปรากฏการณ์ที่เรียกว่าปรากฏการณ์ควอนตัมฮอลล์ เมื่ออิเล็กตรอนถูกจำกัดอยู่ในสองมิติและสัมผัสกับสนามแม่เหล็กแรงสูง สถานะของพวกมันจะถูกหาปริมาณ ดังนั้นระดับพลังงานของพวกมันจึงรับค่าเฉพาะบางค่าเท่านั้น

“วิธีการอ่านค่าสปินก่อนหน้านี้สามารถประมวลผลอิเล็กตรอนได้เพียงหนึ่งหรือสองตัวเท่านั้น แต่ด้วยการใช้เอฟเฟกต์ควอนตัมฮอลล์ เราสามารถแยกแยะอิเล็กตรอนโพลาไรซ์แบบหมุนได้มากถึงสี่ตัว” Haruki Kiyama ผู้เขียนนำกล่าว

เพื่อป้องกันการรบกวนจากความร้อนความผันผวนทำการทดลองที่อุณหภูมิต่ำมากประมาณ 80 มิลลิเคลวิน "วิธีการอ่านค่านี้สามารถปูทางให้อุปกรณ์ประมวลผลข้อมูลควอนตัมแบบสปินเร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นด้วยสถานะการหมุนของอิเล็กตรอนหลายตัว" Akira Oiwa ผู้เขียนการศึกษาอาวุโสกล่าวเสริม

อ่านต่อ:

ภูเขาน้ำแข็งยักษ์ A74 ชนกับชายฝั่งแอนตาร์กติกา

พบไดโนเสาร์ 2 สายพันธุ์ใหม่ในประเทศจีน

ผลกระทบของเคสเลอร์คืออะไรและการชนกันของดาวเทียมในวงโคจรจะนำไปสู่อะไรและเมื่อไหร่?